Еквівалентна доза, її потужність, одиниці

Біологічна дія іонізуючого випромінювання суттєво відрізняється для різних його видів при одній і тій самій поглиненій дозі. Так, для одного і того ж самого біологічного об’єкту ефектив­ність дії випромінювання (або, як ще кажуть, радіочутли­вість біооб’єкта) може відрізнятися (збільшуватися) в 10 разів при переході від g -випромінювання до швидких нейтронів. Це означає, що для оцінки біологічної дії кожного типу іонізуючого випромінювання треба множити величину поглиненої дози D_п на відповідний множник к, який називають коефіцієнтом якості або відносною біологічною ефективністю (ВБЕ) випромінювання. Такий добуток кD_п характеризує так звану еквівалентну дозу D_екв. Таким чином, маємо наступний зв’язок між еквівалентною дозою і поглиненою дозою:

D_екв = кD_п, (6.8)

а також з врахуванням співвідношення (6.6) між поглине­ною та експозиційною дозами отримуємо таку формулу, що пов’язує між собою еквівалентну та експозиційні дози:

D_екв = к f D ₀. (6.9)

Значення коефіцієнту якості (ВБЕ) к залежить від багатьох параметрів (маси, заряду, енергії тощо) різних типів випромінювання, які визначають іонізацію та інші фізико-хімічні механізми радіаційних пошкоджень. В табли­ці 6.1 наведені значення коефіцієнту якості для найбільш поширених типів іонізуючого випромінювання.

За основну одиницю еквівалентної дози в системі СІ прийнятий 1 зіверт (Зв) – це така еквівалентна доза, яка відповідає поглиненій дозі в 1 грей (Гр) при дії на біооб’єкт рентгенівського, g - і b -випромінювань. В загальному випад­ку, що включає інші типи іонізуючих випромінювань, маємо на підставі формули (6.8) таке співвідношення між еквівалентною дозою D_екв, виміряною в Зв, і поглиненою дозою D _п в Гр:

D_екв (Зв) = к × D_п (Гр). (6.10)

Таблиця 6.1.

Тип випромінювання / Коефіцієнт якості (ВБЕ), к
Рентгенівське випромінювання		Повільні нейтрони
Гамма-випромінювання		Швидкі нейтрони
Електрони (b -випромінювання)		Протони
Теплові нейтрони	2–3	Альфа-випромінювання

Іншою (позасистемною) одиницею еквівалентної дози є бер. Ця абревіатура виникла від терміну “біологічний еквівалент рентгену”. Оскільки к = 1 для перших трьох ти­пів випромінювання (табл. 10.1), то 1 бер – це така еквіва­лентна доза, яка відповідає поглиненій дозі в 1 рад рентге­нівського, g - і b -випромінювань. Для інших типів випро­мі­нювань по аналогії з (10.30)

D_екв (бер) = к × D_п (рад), (6.11а)

D_екв (бер) = к × f × D ₀ (P). (6.11б)

Останнє співвідношення, яке пов’язує між собою біоло­гіч­ну дозу D_екв, виміряну в берах, і експозиційну дозу D ₀, виміряну в рентгенах, і дало підстави для терміну “біологіч­ний еквівалент рентгена” – бер. Оскільки 1 Гр = 100 рад, то таке саме співвідношення залишається між зівертом і бе­ром, тобто 1 Зв = 100 бер.

Потужність еквівалентної дози P_б визначається величиною еквівалентної дози D_б, віднесеної до одиниці часу, тобто

Р_екв = . (6.12)

Відповідно одиницями потужності еквівалентної дози є

[ P_екв ] = (в системі СІ), зіверт за секунду,

[ P_екв ] = (позасистемні одиниці), бер за секунду (хвилину, годину).