Количественная оценка облучения.

Для количественной оценки облучения используются следующие величины: активность радионуклида, экспозиционная доза, поглощенная доза, эквивалентная доза, эффективная доза.

Распад всех атомных ядер данного радиоактивного элемента происходит не одном оментно, а постепенно. В каждую секунду распаду подвергается лишь некоторая часть от общего числа атомных ядер радионуклида. Эта неизменная для каждого радионуклида величина называется постоянной радиоактивного распада l (или радиоактивной постоянной) радионуклида и представляет собой вероятность распада на одно ядро в единицу времени. Для характеристики устойчивости ядер к радиоактивному распаду используется еще одна важная величина – период полураспада. Период полураспада T_1/2 – это время, в течение которого число ядер данного радионуклида в результате самопроизвольного радиоактивного распада уменьшается в два раза. В зависимости от величины периода полураспада различают короткоживущие (T_1/2 £ 1 год), среднеживущие (1 год < T_1/2 £ 100 лет) и долгоживущие изотопы (T_1/2 > 100 лет).

Количество радиоактивного вещества принято выражать не в единицах массы, а в единицах активности. Активность радионуклида A – это мера его количества, выраженная числом актов ядерного распада в единицу времени:

A = ,

где N_A = 6,02 ^. 10²³ – число Авогадро, m – масса радиоактивного изотопа, M – молекулярная масса изотопа.

Для характеристики фотонных излучений по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется величина экспозиционной дозы.

Экспозиционная доза D_X – это суммарный электрический заряд (dQ) ионов одного знака, образующихся в единице объема сухого воздуха с массой dm в условиях электронного равновесия:

D_X =

Основными дозиметрическими величинами в области радиационной безопасности являются поглощенная и эквивалентная дозы.

Поглощенная доза ионизирующего излучения D – это величина средней энергии излучения (de), переданной им объему вещества в пересчете на единицу массы (dm) этого объема:

D =

Эквивалентная доза ионизирующего излучения H – это произведение поглощенной дозы на средний коэффициент опасности вида ионизирующего излучения W_R (так называемый "коэффициент качества") в данном элементе объема биологической ткани:

H = DW_R

Коэффициент качества является безразмерным числом и характеризует относительную биологическую эффективность различных видов ионизирующих излучений. Величина коэффициента качества зависит от энергии излучения и может составлять от 1 до 20 (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Значения коэффициентов качества для различных видов излучений

Вид излучения и энергия	WR
Фотоны любых энергий
Электроны любых энергий
Нейтроны с энергией менее 10 КэВ
от 10 до 100 КэВ
от 100 КэВ до 2 МэВ
от 2 МэВ до 20 МэВ
более 20 МэВ
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи
a-Частицы, осколки деления, тяжелые ядра

 

При одновременном воздействии нескольких видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется суммой эквивалентных доз для этих видов излучения:

H =

В качестве меры риска возникновения стохастических эффектов при облучении всего тела человека и отдельных его органов и тканей было введено понятие эффективной эквивалентной (или просто эффективной) дозы облучения.

Эффективная доза облучения E – это сумма произведений эквивалентных доз в различных органах и тканях и соответствующих коэффициентов риска для тканей организма W_Т (так называемых "взвешивающих" коэффициентов):

E =

Взвешивающие коэффициенты учитывают разную чувствительность органов и тканей организма к излучению, их сумма всегда равна 1. Значения W_T для отдельных органов и тканей человеческого организма, определенные экспериментально, представлены в Таблице 3.

Таблица 3. Значения взвешивающих коэффициентов

Орган (ткань)	WТ	Орган (ткань)	WТ
Половые железы (гонады)	0,20	Молочные железы	0,05
Красный костный мозг	0,12	Щитовидная железа	0,05
Толстый кишечник	0,12	Печень	0,05
Легкие	0,12	Пищевод	0,05
Желудок	0,12	Кожа	0,01
Мочевой пузырь	0,05	Поверхность костей	0,01

 

Отношение приращения доз ионизирующего излучения за интервал времени к этому интервалу носит название мощности доз.