Единицы измерения радиоактивности

Активность

Активность источника гамма-излучения измеряется количеством радиоактивных распадов, происходящих в источнике за единицу времени (секунды).

1беккерель = 1 распад в секунду

1кюри = 3,710¹⁰ распадов в секунду

так как приставка «гига» = 10⁹

1Кюри = 37 гигабеккерелей

Период полураспада

Период полураспада – это промежуток времени, необходимый для распада половины нестабильных атомов в источнике.

Период полураспада для конкретного источника зависит от используемого изотопа и остается постоянным.

Например^

Период полураспада для иридия 192 = 74 дня

Период полураспада для кобальта 60 = 5,3 года

Доза облучения

Доза облучения измеряется на основе способности радиоактивного излучения ионизировать газ.

Единицей измерения излучения является рентген.

1 рентген - это количество радиоактивного излучения необходимое для образования такого количества ионов, чтобы они образовали одну электростатическую единицу электричества в 1 см³ воздуха при 0С.

Это эквивалентно поглощению энергии 0,96 Дж/кг

Фактор мощности экспозиционной дозы

Данная величина представляет собой излучение, производимое гамма-излучением определенного источника на заданное расстояние.

Измеряется в МГр/Гбr/час

Фактор мощности экспозиционной дозы также называют выходом (output).

Поглощенная доза

Приведенная выше единица рентген служит для измерения уровня радиации. Существует также единица, характеризующая количество поглощенной материалом ионизирующей радиации.

Ранее в качестве данной единицы выступал рад.

В настоящее время используется единица системы СИ – грей, который равен 100 рад. Технически он определяется как количество излучения, при котором 1 грамм материала поглощает 10000 эрг энергии.

Грей может использоваться для измерения поглощенной дозы любого типа ионизирующей радиации.

Эквивалентная доза излучения

Грей является единицей, используемой для измерения поглощенной дозы. Данная единица не учитывает биологическое действие излучения.

Различные виды излучения оказывают различное биологическое действие на живые организмы. Например, один грей альфа-излучения способен причинить значительно больший вред, чем 1 грей гамма-излучения.

Для того, чтобы учесть различное биологическое действие излучения используется понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ (QF)), так называемого фактора воздействия и единица измерения зиверт (Зв)

1 Зв = 1 гр  ОБЭ

Ранее для этой цели использовалась единица бэр (Биологический эквивалент рентгена).

ОБЭ:

альфа-частицы, быстрые нейроны = 20

рентгеновские лучи, гамма и бета-частицы = 1

1 гр альфа излучения = 1  20 = 20 З в

1 гр бета излучения = 1  1 = 1 З в

Данная единица измерения позволяет продемонстрировать большую вредность альфа-излучения.

Вероятные эффекты при различных дозах облучения (приблизительные данные)

Местное поражение

100 мЗв заметное повреждение хромосом

300 мЗв количество белых кровяных телец снижено

500 мЗв количество красных кровяных телец снижено

4 Зв эритема – временное выпадение волос

5 Зв бесплодие

6 Зв постоянное выпадение волос

10 Зв повреждения – потеря конечностей

Поражения всего организма

0-1 Зв нет видимых эффектов

1-1,5 Зв 25% вероятность лучевой болезни

1,5-2,5 Зв 50% вероятность лучевой болезни

2,5-4 Зв 100% вероятность лучевой болезни

4-5 Зв 50% вероятность смерти

>5 Зв 100% вероятность смерти

Долговременные воздействия

Рак/лейкемия вероятность увеличивается по 2,5 к 70 на 1Зв дозы

Генетические отклонения вероятность увеличивается по 2 к 100 1Зв дозы

Снижение дозы поражения

Хотя избежать радиоактивного поражения радиографический персонал не сможет, важно максимально снизить его дозы.

Экранирование

Уровень радиации может снижаться за счет использования плотных веществ, например свинцовых экранов.

Измерить уровень защиты можно при использовании понятия толщины слоя, ослабляющей излучение вдвое - (HVT)(Half value Thickness) или толщины слоя, обеспечивающей десятикратное ослабление - (TVT)(Tenth value Thickness).

Вид излучения	Защитный эффект	Вид материала
		Свинец	Бетон	Сталь
Ir 192	HVT	5,5мм	43мм	13мм
	TVT	19мм	140мм	43мм
Co 60	HVT	11мм	63мм	20мм
	TVT	40мм	203мм	67мм
Рентгеновские лучи 250 кВ	HVT	1мм	28мм	12мм
	TVT	3мм	90мм	36мм
Рентгеновские лучи 200 кВ	HVT	0,5мм	26мм	6мм
	TVT	1,4мм	86мм	19мм

Исследуя данные по толщине материалов, ослабляющих воздействие радиации, очевидно, что свинец более эффективен , нежели бетон или сталь. Например, двукратное ослабление излучения от источника на основе Ir 192 потребует экрана толщиной 5,5 мм из свинца, или же экрана толщиной 13 мм из стали или даже 43 м из бетона, при одинаковом достигнутом эффекте.

На практике толщины, обеспечивающие двукратное или десятикратное ослабление используются для расчета экранирующего материала при проектировании оборудования для радиографии.

Соблюдение дистанции

Данный способ является наиболее эффективным и легко осуществимым.

По мере удаления от источника интенсивность излучения ослабевает по обратно-квадратичной зависимости:

Интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

Математически это можно выразить следующим образом:

Если, на расстоянии 3м (D₁) интенсивность излучения составляет 90МЗв/час (I₁), то на расстоянии 9м (D₂), интенсивность излучения (I₂) составит:

Итак, просто соблюдая дистанцию, мы снизили интенсивность излучения в 9 раз.

Выход (мощность излучения) источника

Более мощные источники подвергают радиографический персонал большим дозам облучения.

Следовательно, очевидно, что стремление максимально снизить дозы облучения, возможно, повлияет на выбор источника. Чем меньше выход источника, тем меньше риск для персонала, следовательно, мощность источника должна быть минимальной из возможных.

Время

Время пребывания радиографического персонала в непосредственной близости от корпуса источника или внутри опасной зоны должно быть ограничено.

Коллимация

Коллимация первичного луча излучения помогает снизить дозу радиации не только перед источником, она также снижает рассеянное излучение.