Основні величини дозиметричного контролю та одиниці їх вимірювання

Для визначення ступеню поразки особового складу ЦЗ та населення необхідно визначити дозу випромінювання, потужність дози та ступень радіоактивного забруднення.

Доза випромінювання - це енергія випромінювання, яка передана, або має бути передана одиниці маси речовини в процесі взаємодії випромінювання з цією речовиною.

Передана речовині енергія включає поглинену енергію випромінювання та енергію вторинних випромінювань, які виникають внаслідок взаємодії вихідних (первинних) випромінювань з речовиною.

Під поглиненою енергією випромінювання необхідно розуміти різницю між сумарною енергією часток і квантів, що входять у даний обсяг та сумарною енергією часток і квантів, що залишають даний обсяг.

Прийнято розрізнювати поглинену дозу випромінювання, експозиційну дозу у-випромінювання (квантового випромінювання) та еквівалентну дозу випромінювання, яки вимірюються відповідними приладами.

Поглинена доза випромінювання (Д„) - це кількість енергії будь якого виду іонізуючого випромінювання, поглиненого в одиниці маси будь якої речовини

Д_п= W/m,

де: W - поглинена енергія випромінювання; m - маса речовини, що опромінюється.

Одиниця поглиненої дози в системі СІ - грей. 1 грей - одиниця поглиненої дози, при якій 1 кг речовини, що опромінюється, поглинає енергію в 1 джоуль.

1 Гр = 1 Дж/кг.

У радіобіології та радіаційній гігієні широке використання набула позасистемна одиниця поглиненої дози - рад. 1 рад = 0,01 Гр.

Експозиційна доза γ- випромінювання (Де) - це кількісна характеристика випромінювань, заснована на їх іонізуючій дії в сухому атмосферному повітрі та виражається відношенням сумарного електричного заряду іонів одного та виражається відношенням сумарного електричного заряду іонів одного знаку, що створюються поглиненим випромінюванням у деякій масі повітря, до цієї маси

Д_Е = q/m,

де: q- кількість зарядів, що створюються у- випромінюванням в повітрі з масою т.

Одиниця вимірювання в системі СІ - кулон на кілограм (Кл/кг).

Позасистемна одиниця вимірювання експозиційної дози - рентген (Р).

Рентген - це кількість енергії у-випромінювання, яка при поглинанні в одному кубічному сантиметрі чистого сухого повітря при температурі 0 °С та тиску 760 мм. рт.ст. утворює 2,08 10⁹ пар іонів.

1 H = 2,58 10-⁴Кл/кг.

Відомо, що 1 Р = 0,877 рад і відповідно 1 рад = 1,14 Р.

З метою кількісного обліку шкідливої дії різноманітних випромінювань на біологічні об'єкти введено поняття еквівалентної дози (Д_екв).

Д_екв = Q Дп,

де: Дп - поглинена доза даного виду випромінювання;

Q. - коефіцієнт якості випромінювання, який показує у скільки разів ефективність біологічної дії даного виду випромінювання більше за ефективну біологічну дію у- випромінювання при однаковій поглиненій дозі в тканинах.

Коефіцієнт якості Q для різних видів іонізуючих випромінювань з невідомим складом спектру дорівнює:

для рентгенівського та дію у- випромінювання - 1;

для β- випромінювання -1;

для нейтронів різних енергій - від 3 до 10;

для α- випромінювання з енергією меншу за 10 МеВ - 20.

В системі СИ еквівалентна доза вимірюється в зівертах (Зв).

Позасистемною одиницею еквівалентної дози є біологічний еквівалент рентгена - бер.

Бер - це така поглинена доза будь якого випромінювання, яка викликає біологічний ефект аналогічний ефекту дози у- випромінювання в 1 Р.

Живий організм має здібність ліквідувати наслідки опромінення, тому введено поняття ефективної дози. Ефективна доза - це різниця між сумарною дозою радіації, накопиченої організмом, fa дозою ним відновленою протягом визначеного проміжку часу після опромінення.

Ефективна доза при одноразовому опроміненні визначається за формулою:

Деф.=0,1Д + 0,99 До 0,975 10"⁴,

де До - доза одноразового опромінення;

Д - кількість діб, що пройшли після опромінення.

Ефективна доза при багаторазовому опроміненні визначається за формулою:

Деф. = а До + в Д,

де а —коефіцієнт для дози одноразового опромінення До;

в - коефіцієнт для дози, що отримана при багаторазовому опроміненні (Д).

Потужність активності в системі СІ вимірюється в бекерелях (Бк).

Бекерель дорівнює одному розпаду в секунду (розп/сек).

Позасистемна одиниця виміру активності - кюрі (Ки):

1 Ки = 3,7 10¹⁰ розп/сек.

Таблиця 4.1

Значення коефіцієнтів для розрахунку ефективної дози опромінення

 

Коефіцієнт	Доба
					ISO
а	0,95	0,75	0,57	0,32	0,20	0,13	0,10
в	0,95	0,80	0,60	0,50	0,42	0,30	0,20

Доза випромінювання, що віднесена до одиниці часу є потужністю дози або рівнем радіації Р:

Р=Д/Т.

Відношення еквівалентної дози випромінювання до одиниці часу і є потужність поглиненої дози (Рп):

Рп = Дп/Т.

Відношення експозиційної дози випромінювання до одиниці часу і є потужність експозиційної дози (Ре):

Ре = Де/Т.

Потужність дози випромінювання - це кількість енергії іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси (об'єму) за одиницю часу та є швидкістю накопичення дози.

Одиниця вимірювання потужності поглиненої дози - джоуль в секунду на кілограм (Дж. /кг с), або рад/с.

Одиниця вимірювання потужності експозиційної дози - кулон в секунду на кілограм (Кл с/кг), рентген на секунду (Р/с), рентген на годину - Р/год, мілірентген на годину - мР/год, мікроренген на годину - мкР/год.

1 Р/год. = 2,8.10^-4 Р/с; 1мР/год=10^-3р/год=2,8.10^-3 Р/с; а також від рада за секунду (рад/с) -рад на годину (рад/год).

Для визначення кількості радіоактивних речовин у пробах використовується таке поняття як активность.

Одиниця активності у системі СІ- бекерель (Бк), він дорівнює одному розпаду на секунду (розп/с).

Позасистемна одиниця активності - кюрі (Ки):

1Ки=3,7 10¹⁰ розп/с.

Таблиця 4.2

Співвідношення між несистемними одиницями та одиницями у системі СІ

Величина та її символ	Несистемна одиниця	Одиниця у системі СІ	Співвідношення між одиницями
Поглинена доза випромінювання (Дп)	Рад (рад)	Грей (Гр.)	1рад=10^-2Гр
Потужність поглиненої дози випромінювання (Р)	Рад за годину рад/г	Грей за секунду Гр/с	1рад/г = 2,8 10^-6Гр/с
Експозиційна доза γ - випромінювання (Де)	Рентген (Р)	Кулон/кг Кл/кг	1P = 2.58-10^-4 Кл/кг
Потужність експозиційної дози γ - випромінювання (Ре)	Р/г	Кл/(кг-с)	1 Р/г = 7,16- 10^-8Кл/(кг с)
Активність (А)	Кюрі (Ки)	Беккеркль (Бк)	І Ки = 3,7>10^10Бк

Методи виявлення іонізуючих випромінювань.

Іонізуючі випромінювання виявляються по тих ефектах, які проявляються при їх взаємодії з речовиною. Розрізняються такі методи виявлення випромінювань та їх вимірювання:

сцинтиляційний, при якому внаслідок дії випромінювання виникають спалахи світла, які регіструються безпосереднім спостереженням за допомогою фото помножувачів;

хімічний, при якому іонізуючі випромінювання виявляються за допомогою хімічних реакцій, зміни рН середовища та провідності, які відбуваються при опроміненні рідин; до цього ж методу відноситься фотографічний метод, який супроводжується виділенням зерен срібла у фотографічному шарі уздовж траєкторії часток;

метод заснований на провідності кристалів, при якому опромінення викликає зміни провідності кристалів, виготовлених з діелектричних матеріалів, змінює провідність кристалів виготовлених з напівпровідників (сірчистий кадмій, сірчистий цинк, сірка, алмаз, германій та інше);

тепловий або колориметричний, заснований на використанні безпосереднього або побічного теплового ефекту, що виникає при взаємодії випромінювання з речовиною по всьому об'єму тіла або уздовж траєкторії часток. Такий метод використовується для вимірювання активності речовини або потужності дози. Це єдиний прямий абсолютний метод дозиметрії, тому що заснований на безпосередньому вимірюванні поглиненої енергії. Має досить низьку чутливість, використовується в лабораторних умовах для дослідницьких цілей;

іонізаційний метод, при якому використовується ефект іонізації газового середовища, при дії на нього іонізуючого випромінювання. В якості детекторів, що діють за цим методом використовуються іонізаційна камера та газорозрядні лічильники;

спектрометричний метод, що заснований на вимірюванні спектру Е випромінювання радіонуклідів.