Доза, Единицы измерения дозы

Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой (термин не слишком удачный, поскольку первоначально он относился к дозе лекарственного препарата, т. е. дозе, идущей па пользу, а не во вред организму). Дозу излучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри его (в результате попадания с пищей, водой или воздухом). Дозы можно рассчитывать по-разному, с учетом того, каков размер облученного участка и где он расположен, один ли человек подвергся облучению или группа людей и в течение какого времени это происходило [5,6].

Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой.

Доза поглощенная (D) - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

 

                   D = de / dm,

 

где de - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm - масса вещества в этом объеме.

Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж*кг ^-1), и имеет специальное название - грей (Гр). Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее бета - или гамма-излучений.

Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма: альфа-излучение считается при этом в двадцать раз опаснее других видов излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой.

Доза эквивалентная (Н _{T , R}) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, W_R:

H_{T , R} = W_R * D_{T , R},

 

где D_T,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани Т, а W_R -взвешивающий коэффициент для излучения R.

 

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы (WR)

Фотоны любых энергий....................................................................1

Электроны и мюоны любых энергий.............................................. 1

Нейтроны с энергией менее 10кэВ.................................................5

от 10 кэВ до 100 кэВ.........................................................................10

от 100 кэВ до 2 МэВ.........................................................................20

от 2 МэВ до 20 МэВ..........................................................................10

более 20 МэВ.....................................................................................5

Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи..........5

Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра..........................20

Примечание: Все значения относятся к излучению, падающему на тело, а в случае внутреннего облучения - испускаемому при ядерном превращении.

 

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения

H_T = S H_{T , R}

Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Следует учитывать также, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений.

Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

Е = å W_T * Н _T,

 

где Нт - эквивалентная доза в органе или ткани Т, а W_T - взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т. Единица эффективной дозы - зиверт (Зв).

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (WT) - множители эквивалентной дозы в органах и тканях, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации:

Гонады.............................................................................................0,20

Костный мозг (красный) '................................................................0,12

Толстый кишечник..........................................................................0,12

Легкие..............................................................................................0,12

Желудок...........................................................................................0,12

Мочевой пузырь...............................................................................0,05

Грудная железа................................................................................0,05

Печень..............................................................................................0,05

Пищевод..........................................................................................0,05

Щитовидная железа........................................................................0,05

Кожа.................................................................................................0,01

Клетки костных поверхностей.........................................................0,01

Остальное.......................................................................................0,05*

 

Эти три понятия описывают только индивидуально получаемые дозы. Просуммировав индивидуальные эффективные эквивалентные дозы, полученные группой людей, мы придем к коллективной эффективной эквивалентной дозе, которая измеряется в человеко – зивертах (чел-Зв).

Следует ввести, однако, еще одно определение, поскольку многие радионуклиды распадаются очень медленно и останутся радиоактивными и в отдаленном будущем. Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования, называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.

На практике зачастую используют еще одно понятие дозы - экспозиционной дозы.

Экспозиционная доза используется для гамма – излучения с энергией до
3 МэВ в воздухе и измеряется количеством электричества, которое создается в единице массы воздуха в результате ионизации под действием фотонного излучения. Единицей экспозиционной дозы в системе «СИ» является кулон на килограмм, Кл/кг. Кулон на килограмм - экспозиционная доза фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных в облученном воздухе массой 1 кг при полном использовании ионизирующей способности всех электронов, освобожденных фотонами, равна 1 Кл. В специальной системе единиц экспозиционная доза измеряется в рентгенах, Р.

 

1 Р= 2,6×10^-4Кл/кг

1 Кл/кг = 3,8×10³Р

1 Р = 0,87 рад=0.87×10^-2 Гр поглощенной в воздухе дозы.

ДОЗОВЫЕ ПРЕДЕЛЫ ОБЛУЧЕНИЯ

Категории облучаемых лиц

Население  разделяется на две категории облучаемых лиц:

· Персонал (группы А и Б) - лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б).

· Население, все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения.

В настоящее время введено понятие Группа критическая - группа лиц из населения (не менее 10 человек), однородная по одному или нескольким признакам - полу, возрасту, социальным или профессиональным условиям, месту проживания, рациону питания, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию по данному пути облучения от данного источника излучения [5,6].

 

Профессиональное облучение

 

Облучение профессиональное - облучение персонала в процессе его работы с техногенными источниками ионизирующего излучения.

Облучение внешнее - облучение органов и тканей человека в результате воздействия излучения, падающего на тело.

Облучение внутреннее - облучение органов и тканей человека в результате поступления радионуклидов в организм человека. Источниками внутреннего облучения могут быть радиоактивные аэрозоли и газы в воздухе, которым мы дышим, радиоактивные загрязнения воды, растений, которые потребляются в пищу и т.п.

Облучение планируемое повышенное - планируемое облучение персонала в дозах, превышающих установленные основные пределы доз, с целью предупреждения развития радиационной аварии или ограничения ее последствий.