Радиоактивные препараты, мощность дозы гамма-излучения, активность

 

У различных радиоактивных изотопов число испускаемых гамма - квантов и их энергия изменяются в довольно широких пределах. Например, радиоактивное ядро Co⁶⁰ на один распад дает один электрон и два гамма – кванта.

От количества фотонов, приходящихся на один распад, и энергии фотонов зависит мощность дозы, создаваемая гамма – излучением на единицу активности.

Для точечного источника с активностью А, мКи мощность дозы излучения D, создаваемая на расстоянии R, см выражается формулой

 

, Р/ч                                                      (1.6)

 

где К_γ – Р∙см²/(ч∙мКи) гамма – постоянная изотопа (постоянная мощность экспозиционной дозы) в единицах Р/ч, создаваемая гамма – квантами всех линий точечного изотропного источника активностью 1 мКи на расстоянии 1 см. Источник называется точечным, если доза или интенсивность излучения в данной точке изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Источник можно считать точечным, если его линейные размеры в пять – десять раз меньше расстояния, на котором производится измерение дозы или интенсивности.

Экспериментально установлено, что для препарата радия, находящегося в радиоактивном равновесии с короткоживущими продуктами распада гамма – постоянная К_γ = 8,4 Р/ч. Это значит, что точечный источник радия активностью 1 мКи создает в воздухе на расстоянии 1 см от источника мощность дозы, равную 8,4 Р/ч [1,4].

Точечный источник в 1 мКи кобальта-60 на расстоянии 1 см создает мощность дозы 13,5 Р/ч, цезия-137 - 3,5 Р/ч, иридия-192 – 5.46 Р/ч,
урана-238 - 0,09 Р/ч и т.п.

Сравнение γ – постоянных радия-226 и Co⁶⁰ показывает, что 1мКи Co⁶⁰ создает дозу излучения в 1,6 раза большую, чем 1 мКи радия. Иначе говоря, по создаваемой дозе излучения в воздухе 1 мКи Co⁶⁰ эквивалентно около 1,6 мКи радия, т.е. γ – кванты, испускаемые препаратом Co⁶⁰ активностью 0,625 мКи, создают такую же дозу излучения, что и γ – излучение 1 мКи радия.

Очень часто для характеристики γ – излучения изотопов применяется величина, называемая гамма – эквивалентом и измеряемая в миллиграмм - эквивалентах радия (мг - экв Ra).

Гамма-эквивалент какого-либо гамма - источника равен 1 мг – экв Ra, если гамма – излучение препарата в тождественных условиях измерения создает такую же ионизацию, как и гамма – излучение 1 мг радия.

В тех случаях, когда гамма – постоянная изотопа известна, для перехода от активности, измеряемой в милликюри, к гамма–эквиваленту, выраженному в миллиграмм – эквивалентах радия, и наоборот, можно воспользоваться следующим простыми формулами:

 

                                                         (1.7)

 

                                                         (1.8)

 

Здесь М – гамма-эквивалент данного препарата, мг - экв Ra;

А – активность данного препарата, мКи;

К_γ – гамма - постоянная радионуклида данного препарата Р∙см²/(ч∙мКи);

8,4 – значение гамма - постоянной радия, Р∙см²/(ч∙мКи).

Если задан гамма – эквивалент препарата в единицах мг – экв Ra, то формула (1.6) приобретает следующий вид:

 

, Р/ч                                              (1.9)

 

Для линейного источника мощность дозы в точке А (рис 1.2) в воздухе равна

, р/ч                           (1.10)

где А – активность линейного источника, мКи;

L – его длина, см;

R – расстояние(см) от торца линейного источника до точки, где определяется доза.

 

                                                               L

 

                                          R

 

                    A

 

Рис.1.2 К расчету дозы от линейного источника