Одиниці виміру радіоактивності і доз опромінень

Речовини, здатні створювати іонізуюче випромінювання, розрізняються активністю (А), тобто числом радіоактивних перетворень за одиницю часу. У системі СІ за одиницю активності прийнято одне ядерне перетворення в секунду (розпад/с). Ця одиниця отримала назву бекерель (Бк). Позасистемною одиницею вимірювання активності є кюрі (Кі), що дорівнює активності нукліда, в якому відбувається 3,7 · 1010 актів розпаду в одну секунду, тобто

1 Ки = 3,7 · 1010Бк.

Одиниці активності кюрі відповідає активність 1 г радію (Rа).

Для характеристики іонізуючих випромінювань введено поняття дози опромінення. Розрізняють три дози опромінення: поглинута, еквівалентна та експозиційна.

Ступінь, глибина і форма променевих поразок, що розвиваються, серед біологічних об'єктів при дії на них іонізуючого випромінювання, в першу чергу залежать від величини поглиненої енергії випромінювання або поглиненої дози (Дпогл).

Поглинена доза - енергія, поглинена одиницею маси речовини, що опромінюється.

За одиницю поглиненої дози опромінення приймається грей (Гр), що визначається як джоуль на кілограм (Дж/кг). Відповідно

1 Гр = 1 Дж/кг.

В радіобіології та радіаційної гігієни широке застосування отримала позасистемна одиниця поглиненої дози - рад. Рад - це така поглинена доза, при якій кількість поглиненої енергії в 1г будь-якої речовини становить 100 ерг незалежно від виду та енергії випромінювання. Відповідність гріючи і рада наступна:

1 Гр = 100 рад.

В зв'язку з тим, що однакова поглинена доза різних видів іонізуючого випромінювання викликає в одиниці маси біологічної тканини різне біологічне дію, введено поняття еквівалентної дози (Декв), яка визначається як добуток поглиненої дози на середній коефіцієнт якості діючих видів іонізуючих випромінювань.

Коефіцієнт якості (Ккач) характеризує залежність несприятливих біологічних наслідків опромінення людини від здатності іонізуючого випромінювання різного виду передавати енергію опромінюваної середовищі.

За суті, біологічні ефекти, викликані будь-якими іонізуючими випромінюваннями, порівнюються з ефектом від рентгенівського і гамма-випромінювання.

В як одиницю вимірювання еквівалентної дози в системі СІ прийнятий зіверт (Зв). Зіверт - еквівалентна доза будь-якого виду іонізуючого випромінювання, поглинена 1 кг біологічної тканини і приносить такий же біологічний ефект (шкода), як і поглинена доза фотонного випромінювання в 1 Гр. Існує також позасистемна одиниця еквівалентної дози іонізуючого випромінювання - бер (біологічний еквівалент рентгену). При цьому відповідність наступна:

Декв = Дпогл · Ккач або 1 Зв = 1 Гр · Ккач;

1 Зв = 100 рад · Ккач = 100 бер.

Таблиця 3.3 - Значення Ккач для різних видів іонізуючого випромінювання        

Вид випромінювання         

Коефіцієнт якості (Ккач)             

Рентгенівське і гамма-випромінювання         

1             

Електрони і позитрони, бета-випромінювання         

1             

Протони         

10             

Нейтрони теплові         

3             

Нейтрони швидкі         

10             

Альфа-частинки і важкі ядра віддачі         

20     

Для оцінки еквівалентної дози, отриманої групою людей (персонал об'єкту народного господарства, жителі населеного пункту і т.п.), використовується поняття колективна еквівалентна доза (Декв.к.) - це середня для населення доза, помножена на чисельність населення (у людино-зіверт).

Поняття експозиційна доза (Дексп) служить для характеристики рентгенівського і гамма-випромінювання і визначає міру іонізації повітря під дією цих променів. Вона дорівнює дозі фотонного випромінювання, при якому в 1 кг атмосферного повітря виникають іони, що несуть заряд електрики в 1 кулон (Кл).

Відповідно

Дексп = КЛ/КГ.

Позасистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювання є рентген (Р).

При це відповідність наступна:

1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг або 1 Кл/кг = 3,88 · 103 Р.

Поглинена, еквівалентна і експозиційна дози, віднесені до одиниці часу, носять назва потужності відповідних доз.

Наприклад

Потужність поглиненої дози (Рпогл) - Гр/с або рад/с.

Потужність еквівалентної дози (реквієм) - Зв/с або бер/с.

Потужність експозиційної дози (Рексп) - Кл/(кг • с) або Р/с.

Для спрощеної оцінки інформації з однотипного іонізуючого випромінювання можна використовувати такі співвідношення.

1 Гр = 100 бер = 100 Р = 100 рад = 1 Зв (з точністю до 10-15%);

радіоактивне щільністю забруднення 1 Кі/м2 еквівалентно потужності експозиційної дози 10 Р/г, або потужність експозиційної дози іонізуючого випромінювання 1 Р/год відповідає забрудненню в 10 мкКі/см2.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ssga.ru/