Ионизирующие излучения и единицы их излучения.

Важнейшее свойство ядерных излучений — их способность вызывать ионизацию атомов и молекул, в связи, с чем ядерные излучения называют также ионизирующими излучениями.

Радиобиологические эффекты, наблюдаемые при воздействии ионизирующих излучений на живые организмы, обусловлены поглощенной энергией излучения, т.е. количеством энергии, поглощенной 1 см³ ткани. Поглощенную энергию измеряют, определяя ионизацию в воздухе с последующим пересчетом на ткань. В качестве дозы ионизирующего излучения служат специальная единица - рентген.

За единицу дозы излучения в воздухе (1Р) - экспозиционная доза — принимается поглощенная энергия (0,114 эрг/см ), которая в 1 см воздуха при 0°С и 760 мм рт. ст. (1013,3 ГПа) приводит к образованию 2,08*10 пар ионов. При дозе ионизирующего излучения в воздухе, равной 1Р, поглощенная энергия в воздухе в расчете в 1 г составляет 88 эрг, а в мягких тканях в расчете на 1 г - 92 - 97 эрг.

Рентген (внесистемная единица) 1 Р = 2,58*10^-4 Кл/кг, принятая в 1928 году

Доза излучения в ткани (поглощенная доза).

Доза измеряется в радах, причем 1 рад =100 эрг/г = 1*10 Дж/кг.

В системе единиц СИ в качестве единицы поглощенной дозы принят грей (Гр), при этом 1 Гр =1 Дж/кг = 100 рад. Для измерения дозы излучения применяют и производные единицы: 1*10 (микро-мк): мкР, мкрад, мкГр; 1*10 (мили – м) мР, мГр; 1*10 (кило - к): кР, крад, кГР; 1*10 (мега - М): МР,М рад, МГр.

Биологические эффекты при облучении живых организмов (систем) зависят не только от дозы излучения, но и на качества ионизирующего излучения.

Накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что радиобиологический эффект при идентичных дозах увеличивается по мере роста плотности ионизации.

Линейная передача энергии (ЛПЭ), характеризуемая отношением полной энергии (d_ε), переданной веществу заряженной частицей вследствии столкновений на пути (dl), к длине этого пути, измеряется во внесистемных единицах как килоэлектрон - вольт на микрометр йоды (кэВ/мкм).

В радиобиологии есть понятие коэффициент качества излучения (k). Он позволяет учитывать возможные различия биологической эффективности ионизирующих излучений разного качества (по критерию ЛПЭ).

Согласно Нормам радиационной безопасно НРБ- 99/2009 коэффициент качества, учитывающий неблагоприятные биологические последствия облучения человека в малых дозах, составляет: для рентгеновского и гамма излучения - 1, для протонов с энергией меньше 10 МэВ - 10, нейтронов с энергией 0,1 – 10 МэВ-10-, для альфа излучения с энергией меньше 10 МэВ - 20.

Для учета биологической эффективности различных излучений ведено понятие эквивалентная доза. Ныне это одно из основных дозиметрических величин в обл. радиобиологии и радиационной безопасности.

Эквивалентная доза (сокращенно доза) это произведение поглощенной дозы (D) данного вида ионизирующего излучения (гамма, бета, альфа излучения и т.д) на соответствующий коэффициент качества излучения (k). Зa единицу эквивалента дозы принимают бэр биологический эквивалент рентгена 1 бэр = 1*10 Дж/кг.

В практике используют дольные единицы: миллибэр (1 мбэр =1*10 бэр); микробэр (1мкбэр =1*10 бэр); нанобэр (1 нбэр — 1*10 бэр), В системе СИ единица эквивалентной дозы – Зиверт (3в); 1Зв = 100 бэр.

Важной дозиметрической величиной является мощность дозы, которая характеризуется дозой в единицу времени. Единица мощности дозы: Р/с; бэр/с; Зв/с.- Производные: миллибэр в час (мбэр/час); микробэр/час (мкбэр/час); рентген в час (Р/ч); миллирентен (мР/ч), микроренттен в час (мкР/ч).