2. Дозиметрические величины и единицы их измерения

Действие ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул, входящих в состав вещества. Количественной мерой этого воздействия служит поглощенная доза.

Д – средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества

(Дж/кг) или (Гр).(1)

где - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объёме;

dm - масса вещества в этом объеме.

Единицей поглощенной дозы является – грей (Гр.)

1 Гр = 1 Дж /кг

(На практике ещё имеются приборы производящие измерение поглощенной дозы (Д) внесистемной единицей рад.

1 рад = 10 Дж /кг = 0,01 Гр.

Поглощенная доза излучения зависит от свойств излучения и поглощающей среды.

Для заряженных частиц (, , протонов) небольших энергий, быстрых нейтронов и некоторых других излучений, когда основными процессами их взаимодействия с веществом является непосредственная ионизация и возбуждение, поглощенная доза служит однозначной характеристикой ионизирующего излучения по его воздействию на среду. Это связано с тем, что между параметрами, характеризующими данные виды излучения (поток, плотность потока и др.) и параметром, характеризующим ионизационную способность излучения в среде ‒ поглощённой дозой, можно установить адекватные прямые зависимости.

Для рентгеновского и -излучений таких зависимостей не наблюдается, т.к. эти виды излучений косвенно ионизирующие. До 1996 года в качестве характеристики рентгеновского и  ‒ излучений по эффекту ионизации использовали так называемую экспозиционную дозу. Экспозиционная доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электронов, производящих ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. На практике до сих пор широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген.

1-рентген (Р)- экспозиционная доза рентгеновского и -излучений, при которой в 1см³ воздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (1Р=2,5810^-4 Кл/кг).

(В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,873 рад).

Исследование биологических эффектов, вызываемых различными ионизирующими излучениями, показали, что повреждение тканей связано не только с количеством поглощенной энергии, но и с её пространственным распределением, характеризуемым линейной плотностью ионизации. Чем выше линейная плотность ионизации, или, иначе, линейная передача энергии частиц в среде на единицу длины пути, тем больше степень биологического повреждения. Чтобы учесть эффект, введено понятие эквивалентной дозы Н, которая определяется равенством:

Н_T.R=W_R  Д_T.R (3в).(2)

где Д_T.R - поглощенная доза в органе или ткани (Т);

Н_T.R - эквивалентная доза (в органе, ткани).

W_R -взвешивающий коэффициент для излучения(R)

Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Таблица 2

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения (W_R) при расчете эквивалентной дозы Н_T.R)

Виды излучений	WR
Фотоны, электроны, мюоны любых энергий Нейтроны с энергией менее 10 кэВ от 10 кэВ до 100 кэВ от 100 кэВ до 2 МэВ от 2 МэВ до 20 МэВ более 20 МэВ Протоны с энергией более 2 МэВ Альфа частицы, осколки деления, тяжелые ядра	1 5 10 20 10 5 5 20

Ранее применялась специальная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рада): 1 бэр = 0,01 3в (Бэром называется такое количество энергии, поглощенное 1г биологической ткани, при

котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при

поглощенной дозе излучения 1рад рентгеновского и -излучений, имеющих W_R = 1).

Оказалось, что не все внутренние органы человека одинаково реагируют на одну и те же эквивалентную дозу излучения, т.е. обладают разной чувствительностью. Поэтому ввели понятие дозы эффективной (Е) - величины используемой как мера риска возникновения отдаленных последствий всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учётом их радиочувствительности.

Доза эффективная (Е) представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

(Зв). (3)

где Н_T - эквивалентная доза в органе или ткани Т:

W_T -взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.