Единицы ионизирующих излучений

Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исто­рически первой появилась единица «рентген». Это мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучений. Позже для измерения поглощенной дозы излучения добавили «рад».

Доза излучения (поглощенная доза) — энергия радиоактивного излуче­ния, поглощенная в единице массы облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения доза всегда растет. При одинаковых усло­виях облучения она зависит от состава вещества. Поглощенная доза нару­шает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к лучевой болезни различной степени тяжести. В качестве единицы поглощен­ной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица — грей (Гр). 1 грей — это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кгоблучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1Гр=1Дж/кг.

Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, опре­деляющей степень радиационного воздействия.

Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) — 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. Это такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с в веществе создается доза излучения в 1 Гр.

На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор 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 излучений. Опреде­ляется она по формуле Дэкв= ОхД, где Д — поглощенная доза данного вида излу­чения, 0 — коэффициент качества излучения, который для различных видов иони­зирующих излучений с неизвестным спектральным составом принят для рентге­новского и гамма-излучения-1, для бета-излучения-1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10 МэВ-10. для альфа-излучения с энергией менее 10 МэВ-20. Из приве­денных цифр 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). Зиверт ра­вен одному грею, деленному на коэффициент качества. При 0=1 получаем

1 Зв = 1 гр =1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр

Бэр (биологический эквивалент рентгена) — это внесистемная единица экви­валентной дозы, такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения. Поскольку ко­эффициент качества бета и гамма-излучений равен 1, то на местности, загряз­ненной радиоактивными веществами при внешнем облучении,

1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад - 1 Р.

Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, поглощенная и экспо­зиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.

Мощность эквивалентной дозы — отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в зивертах в секунду. Посколь­ку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях из­меряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквива­лентной дозы в микрозивертах в час.

Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эффекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не ме­нее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а случаях кратковременного облучения — при до­зах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возни­кает лучевая болезнь.

Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5 — 2 мЗв/год и плюс искусственные источники (медицина, радиоактивные осадки) от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Вот и выходит, что человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти цифры примерные и зависят от конкретных условий. По другим источникам, они выше и доходят до 5 мЗв/год.

Экспозиционная доза — мера ионизационного действия фотонного излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия.

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 - 3,876х10³? Для удобства в работе при пересчете число­вых значений экспозиционной дозы из одной системы единиц в другую обычно пользуются таблицами, имеющимися в справочной литературе.

Мощность экспозиционной дозы — приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ — ампер на килограмм (А/кг). Од­нако в переходный период можно пользоваться внесистемной единицей — рен­тген в секунду (Р/с).

1Р/с = 2,58х10^ А/кг.

Надо помнить, что после 1 января 1990 г. не рекомендуется вообще пользо­ваться понятием экспозиционной дозы и ее мощности. Поэтому во время пере­ходного периода эти величины следует указывать не в единицах СИ (Кл/кг, А/кг), а во внесистемных единицах — рентгенах и рентгенах в секунду.