12.1.3 Единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений

Единицы радиоактивности

В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения используется более простой термин - "один распад в секунду" (расп/с). В системе СИ эта единица получила название "беккерель" (Бк). В практике радиационного контроля широко используется внесистемная единица активности - "кюри" (Ки). Один кюри - это 3,7х1010 распадов в секунду.

Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы.

Единицы ионизирующих излучений

Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически появилась единица "рентген". Эта единица определяется как доза рентге-новского или гамма-излучения в воздухе, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 0, 001293 г воздуха производит в воздухе ионы, не-сущие заряд в 1 эл.-ст. ед. ионов каждого знака здесь 0,001293 г ? масса 1 см3 атмосферного воздуха при 0 оС и давлении 760 мм рт. ст.).

Экспозиционная доза - мера ионизационного действия рентгеновского или гамма-излучений, определяемая по ионизации воздуха.

В СИ единицей экспозиционной дозы является "один кулон на килограмм" (Кл/кг). Внесистемной единицей является "рентген" (Р), 1 Р = 2,58х10-4 Кл/кг. В свою очередь 1 Кл/кг = 3,88х103 Р.

Мощность экспозиционной дозы - приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ - "ампер на килограмм" (А/кг). Однако в большинстве случаев на практике пользуются внесистемной единицей "рентген в секунду" (Р/с) или "рентген в час" (Р/ч).Поглощенная доза - энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества или человеком. Чем продолжительнее время облучения, тем больше поглощенная доза. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица "грей" (Гр). 1 грей - это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.Мощность поглощенной дозы - это приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ - "грей в секунду" (Гр/с). Это такая мощность поглощенной дозы облучения, при которой за 1 с в веществе создается доза облучения 1 Гр.На практике для оценки поглощенной дозы широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы "рад в час" (рад/ч) или "рад в секунду" (рад/с).Эквивалентная доза - это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов ионизирующих излучений. Определяется она по формуле: Дэкв = Q . Д, где Д - поглощенная доза данного вида излучения; Q - коэффициент качества излучения, который составляет для рентгеновского, гамма- и бета-излучений 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10, для альфа - излучения с энергией менее 10 Мэв 20. Из приведенных данных видно, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект.В системе СИ эквивалентная доза измеряется в "зивертах" (Зв).Бэр (биологический эквивалент рентгена) - это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр - такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения. Поскольку коэффициент качества гамма-излучения равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении 1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1 Р.

Принцип действия прямопоказывающего дозиметра подобен действию простейшего электроскопа. Когда дозиметр заряжается, то между центральным электродом с платинированной нитью и корпусом камеры создается напряжение. Поскольку нить и центральный электрод соединены друг с другом, они получают одноименный заряд и нить под влиянием сил электростатического отталкивания отклонится от центрального электрода. Путем регулирования зарядного напряжения нить может быть установлена на нуле шкалы. При воздействии радиоактивного излучения в камере образуется ионизационный ток, в результате чего заряд дозиметра уменьшается пропорционально дозе облучения и нить движется по шкале, так как сила оттал-кивания ее от центрального электрода уменьшается по сравнению к первоначальной. Держа дозиметр против света и наблюдая через окуляр за нитью, можно в любой момент произвести отсчет полученной дозы облучения.

Когда, излучение пронизывает вещество, то на него оказывает воздействие только та часть энергии частиц излучения, которая при этом передается веществу, поглощается им. Основной количественной характеристикой воздействия радиоактивного излучения на объект является поглощенная доза излучения. Поглощенная энергия может быть определена как разность энергии излучения на входе и выходе из данного объема среды, суммированная с энергией, выделяемой и освобождаемой в процессе взаимодействия частиц излучения с веществом, заключенным в этом объеме. Поглощенная доза излучения - это отношение поглощенной энергии излучения к массе вещества в рассматриваемом объеме. Единицей измерения поглощенной дозы является Джоуль на 1 кг. Часто пользуются другой единицей - рад, которая соответствует 1/100 Дж/кг.1 рад=10E-2 Дж/кг = 1 сДж/кгПолезно помнить соотношение:

1 Дж/кг = 2,388-10E-4 ккал/кг = 6,242.1015 эВ/г Мощность поглощенной дозы есть отношение поглощенной дозы излучения за данный промежуток времени к этому промежутку времени. Обычно применяющиеся единицы измерения мощности дозы - рад/с, рад/мин и рад/ч - соответствуют новым единицам сДж/кг-с сДж/кг-мин и сДж/кг-ч. Кроме того, 1 сДж/кг-с=1 сВт/кг.

.    Наиболее общепринятые виды приборов мониторинга бета- и гамма-излучения используют в качестве детектора счетчик Гейгера-Мюллера. Такие

Наиболее общепринятые виды приборов мониторинга бета- и гамма-излучения используют в качестве детектора счетчик Гейгера-Мюллера. Такие детекторы обычно являются прочными и дают хорошее усиление сигнала, однако не позволяют отличить гамма-излучения различных энергий. Для мониторинга загрязнения бета- и гамма-излучателями также используют синтилляционные детекторы с фосфатным стеклом и твердыми кристаллами (например, NаI). Для измерения бета- и гамма-излучения низких энергий необходимы детекторы с тонкостенными окнами. Для замедления бета-частиц высоких энергий могут понадобиться более прочные приборы с окнами большей толщины. Такие приборы имеют обычно насадку или заслонку на конце, которая в открытом состоянии позволяет измерять бета- и гамма-излучения, а в закрытом - только гамма-излучение. Некоторые приборы имеют в комплекте сменные блоки детектирования. Важно правильно отрегулировать напряжение и градуировку для каждого блока. Радиометры могут иметь цифровую или аналоговую шкалы. Замечания, сделанные ранее относительно цифровых и аналоговых шкал дозиметров, применимы и в данном разделе. Существенным дополнением к комплекту радиометра является звуковой индикатор, который позволяет оператору концентрировать внимание на определении местоположения источника, а не следить постоянно за показаниями шкалы. Показания шкалы оцениваются в сочетании со звуковым индикатором. Можно использовать наушники, которые дадут возможность оператору четко слышать звуковой индикатор при работе в условиях окружающего шума или для создания тишины, что позволит избежать ненужного беспокойства. Важно, чтобы выбранный радиометр поверхностного загрязнения был калиброван соответствующим образом на определение радионуклидов в геометрии образца, отражающей условия проведения измерений.

]