Базовые, нормируемые и рабочие величины в радиационной безопасности

Базовые физические величины являются мерой физического воздействия ионизирующего излучения на вещество. Они также характеризуют источник излучения, само излучениеи радиационные поля, возникающие при прохождении излучения через вещество.

Для описания воздействия излучения на человека физические дозиметрические величины напрямую не используют. Облучение характеризуют нормируемые дозиметрические величины, в определении которых используются соподчиненные базовые физические величины. Измерение нормируемых величин при контроле облучения практически невозможно.

В оценке соответствия условий облучения нормативным требованиям используются операционные величины, значения которых при определенных условиях облучения близки к значениям соответствующих нормируемых величин. Важнейшим качеством операционных величин является то, что они могут быть непосредственно измерены при радиационном контроле.

 

2.3.1 Основными базовыми физическими величинами являются:

– активность радионуклидов, характеристики поля их излучения;

– экспозиционная доза;

– поглощенная доза и их мощности.

Активность радионуклидов и ее единицы измерения. Радиоактивные вещества могут быть в аэрозольном, взвешенном состоянии в жидкости, в воздухе, строительных материалах и продуктах питания и др. агрегатных состояниях. Для измерения радиоактивности используют число происходящих в нем распадов в единицу времени. Такая величина названа активностью (А) .

Единицей активности радионуклидов в Международной системе единиц является беккерель (Бк), названный так в честь первооткрывателя этого явления (Анри Антуана Беккереля). Дадим определение 1 Бк.

1 Бк – это такая активность радиоактивного вещества, при которой за 1 с происходит одно самопроизвольное ядерное превращение. 1 Бк = 1расп./с.

Если, например, активность источника равна 500 Бк, то это означает, что он содержит радионуклиды, 500 из них распадаются каждую секунду.

Величины в тысячу и миллион беккерель обозначаются соответственно как килобеккерель (кБк) и мегабеккерель (МБк):

1 кБк = 10³Бк; 1 МБк =10^бБк.

Широко используется и старая (внесистемная) единица активности – кюри (Ки), которая названа так в честь Пьера – Жолио Кюри и Марии Складовской – Кюри, исследователей, первыми получившими чистый радий.

Значению 1 Ки – приблизительно соответствует активность 1 г чистого радия, в котором за 1 с распадается 37 млрд. или 3,7 · 10¹⁰ ядер.

Один кюри – это активность одного грамма радия. Данной единицей широко пользуются при оценке загрязненности территории каким – либо радиоактивным элементом. Например, если на настоящее время уровень поверхностной активности по цезию – 137 равен 40 Ки/ км²,то снижение до значения ниже 1 Ки/ км² при периоде полураспада 30 лет произойдет приблизительно через 5,5·Т_1/2, т.е. через 165 лет. Практически полное исчезновение активности для любого элемента происходит через 10 – 20 периодов его полураспада. Следует отметить его, что миграция его радионуклидов, усвоение их растениями, их перенос в результате техногенной деятельности может значительно ускорить этот процесс.

Кюри – относительно большая единица активности, поэтому часто используют ее тысячные (милликюри (мКи)), миллионные (микрокюри (мкКи)) и миллиардные (нанокюри (нКи)) доли:

1 мКи =10 ^{– 3} Ки; 1 мкКи = 10 ^{– 6}Ки; 1нКи=10 ^{– 9} Ки.

Используются и большие, чем кюри, единицы активности: килокюри (кКи) и мегакюри (МКи).

1 кКи = 10³Ки; 1 МКи=10⁶Ки.

Между кюри и беккерелем существует следующее соответствие:

1 Ки =3,7·10¹⁰расп/с = 3,7·10¹⁰Бк, 1 Бк = 1расп/с = 2,7 ·10 ^{– 11} Ки.

Для соблюдения правил радиационной безопасности часто необходимо определить не только активность радиоактивного вещества, но и его концентрацию (т.е. объемную, удельную активность) в воде, продукте питания или атмосфере, а также зараженность поверхности земли.

Активность объёмная (А_об) – отношение активности (А) радионуклида, содержащегося в образце, к его объёму (v):

А_об =А/v, Бк/л (Ки/л).

Например, допустимый уровень объемной активности цезия – 137 в молоке составляет 100 Бк/л.

Активность удельная (A_уд) – отношение активности (А) радионуклида, содержащегося в образце, к массе образца (М):

A_уд=A/M, Бк/кг (Ки/кг).

Например, допустимый уровень удельной активности цезия – 137 в мясе (говядине) и мясных продуктах составляет 500 Бк/кг.

Активность поверхностная (А_пов) – отношение активности (А) радионуклида, содержащегося на поверхности, к площади поверхности (s):

А_пов = A/s, Бк/м² (Ки/км²).

Так, зона с правом на отселение включает территории, уровень поверхностного загрязнения которых цезием – 137 составляет 5 – 15 Ки/км².

Экспозиционная доза. Гамма – излучение или рентгеновское излучение образует в воздухе определённое количество пар ионов. Именно для них и определена экспозиционная доза, которая является количественной характеристикой поля ионизирующего излучения. Она зависит от величины ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении в 760 мм рт. ст.