Principala caracteristică a interacțiunii radiației ionizante cu mediul este efectul de ionizare. În perioada inițială de dezvoltare a dozimetriei radiațiilor, cel mai adesea am avut de a face față radiațiilor cu raze X. răspândită în aer. Prin urmare, gradul de ionizare a aerului a fost folosit ca măsură cantitativă a câmpului de radiație. O măsură cantitativă bazată pe ionizarea aerului uscat la presiune atmosferică normală, ușor de măsurat, a fost denumită doza de expunere.
Doza de expunere determină capacitatea de ionizare a razelor X și a razelor gamma și exprimă energia radiației transformată în energia cinetică a particulelor încărcate într-o masă unitară de aer atmosferic. Doza de expunere este raportul dintre sarcina totală a tuturor ionilor aceluiași semn într-un volum elementar de aer și masa aerului din acest volum.
În sistemul internațional de unități (SI), unitatea de măsurare a dozei de expunere este un pandantiv. împărțit la kilogram (Cl / kg). Unitate extrasisteme - radiografie (P). 1 CI / kg = 3876 R.
Atunci când extinderea gamei de tipuri bine cunoscute de radiații și sferele de aplicare a acesteia ionizante, sa constatat că o măsură a unei expuneri substanțe la radiații ionizante nu poate fi o simplă definiție a complexității și diversității proceselor care au loc în același timp. Important dintre ele, dând naștere la modificări fizico-chimice în materialul iradiat și care conduce la un efect specific de radiație este absorbția agentului ionizant energiei radiații. Ca rezultat, conceptul de doză absorbită a apărut. Acesta arată cât de multă energie de radiație este absorbită într-o masă unitară a substanței iradiate și este determinată de raportul dintre energia absorbită a radiației ionizante și masa substanței absorbante.
Unitatea de măsură a dozei absorbite în sistemul SI este gri (Gy). 1 Gy este o doză la care energia de radiație ionizantă în 1 joulu este transferată la o masă de 1 kg. Unitatea extrasisteme a dozei absorbite este rad. 1 gr = 100 rad.
Doza echivalentă (doza biologică)
Studiul efectelor individuale ale iradierii țesuturilor vii a arătat că, cu aceleași doze absorbite, diferite tipuri de radiații produc un efect biologic diferit asupra corpului. Se datorează faptului că o particulă mai mare (de exemplu, un proton) produce mai mulți ioni pe unitatea de lungime a traseului în țesut. decât un simplu (de exemplu, electron). Cu aceeași doză absorbită, efectul distructiv radiobiologic este mai mare cu ionizarea densă. create de radiații. Pentru a ține seama de acest efect, a fost introdus conceptul de doză echivalentă. Doza echivalentă se calculează prin înmulțirea valorii dozei absorbite cu un coeficient special - coeficientul de eficiență biologică relativă (RBE) sau factorul de calitate.
Coeficientul de eficiență biologică relativă pentru diferite tipuri de radiații
Unitatea de măsură a dozei echivalente în SI este sievert (Sv). Valoarea 1 Sv este egală cu doza echivalentă de orice tip de radiație absorbită în 1 kg de țesut biologic și produce același efect biologic ca doza absorbită de 1 Gy de radiație fotonică. O unitate extra-sistem pentru măsurarea dozei echivalente este rem (până în 1963 - echivalentul biologic al unei raze X, după 1963 - echivalentul biologic al dicționarului encyclopedic rad). 1 Sv = 100 rem.
Doza efectivă (E) este o valoare utilizată ca măsură a riscului efectelor pe termen lung ale iradierii întregului corp uman și a organelor și țesuturilor sale individuale, ținând cont de radiosensibilitatea acestora. Acesta reprezintă suma produselor cu doză echivalentă în organe și țesuturi cu ajutorul coeficienților corespunzători de ponderare.
Unele organe și țesuturi ale unei persoane sunt mai sensibile la efectul radiațiilor. decât altele: de exemplu, la aceeași doză echivalentă, apariția cancerului în plămâni este mai probabilă decât în glanda tiroidă. iar iradierea glandelor sexuale este deosebit de periculoasă din cauza riscului de afectare genetică. Prin urmare, dozele de radiații ale diferitelor organe și țesuturi ar trebui să fie luate în considerare cu diferiți coeficienți. care se numește coeficientul de risc de radiație. Înmulțind valoarea dozei echivalente cu coeficientul corespunzător de risc de radiație și s-a însumat pe toate țesuturile și organele. obținem o doză eficientă. reflectând efectul total asupra organismului.
Valoarea factorului de risc de radiații pentru organele individuale
Coeficienții ponderați sunt stabiliți empiric și sunt calculați astfel încât suma lor pentru întreg organismul este unitate. Unitățile de măsură ale dozei efective coincid cu unitățile de măsură ale dozei echivalente. Este, de asemenea, măsurat în sievertas sau colegii.
Doza echivalentă efectivă fixă (CEDE) este estimarea dozelor de radiații per persoană, ca urmare a inhalării sau a utilizării unei anumite cantități de material radioactiv. CEEE este exprimată în bere sau sieverts (Sv) și ia în considerare radiosensibilitatea diferitelor organe și timpul în care substanța rămâne în organism (până la întreaga viață). În funcție de situație, CEDE poate fi, de asemenea, legată de doza de radiație a unui anumit organ, nu de întregul corp.
Efectele și dozele echivalente sunt valorile normalizate, adică cantitățile care reprezintă o măsură a daunelor (daunelor) cauzate de efectele radiațiilor ionizante asupra unei persoane. Din păcate, ele nu pot fi măsurate direct. Prin urmare, valorile dozimetrice operaționale, determinate în mod unic prin caracteristicile fizice ale câmpului de radiație într-un punct cât mai apropiat posibil de cele normalizate, sunt introduse în practică. Valoarea operațională principală este echivalentul ambiental al dozei (sinonime - echivalentul dozei ambientale, dozei ambientale).
Doza Ambient H echivalent * (d) - doză echivalentă care a fost generat în sferic fantomă ICRU (Comisia Internațională de Unități de radiație) la o adâncime de d (mm) de la suprafața de-a lungul diametrului paralel cu direcția de radiație într-un câmp de radiație, luarea în considerare o compoziție identică, fluența și distribuția de energie, dar monodirecțional și omogenă, adică, doza ambientală echivalentă H * (d) - este doza care ar fi primit om dacă el a fost la locul unde se face măsurătoarea. Unitatea de echivalent doză ambientală este sievert (Sv).
Prin calcularea dozei efective individuale primite de indivizi, se poate ajunge la o doză colectivă - suma dozei efective individuale într-un anumit grup de persoane într-un anumit interval de timp. Doza colectivă poate fi calculată pentru populația unui sat separat. oraș. unitate administrativ-teritorială. stare etc. Se obține prin înmulțirea dozei medii efective cu numărul total de persoane care au fost expuse la radiații. Unitatea de măsură a dozei colective este man-sievert (om-Sv.). O unitate extra-sistem este om-rem (person-rem).
În plus, sunt prezentate următoarele doze:
- - doza așteptată, o doză de jumătate de secol. Se utilizează în radioprotecție și igienă pentru calculul dozelor absorbite, echivalente și eficiente din radionuclizii incorporați; are dimensiunea dozei corespunzătoare.
- colectiv - valoarea calculată introdusă pentru a caracteriza efectele sau daunele asupra sănătății din expunerea la un grup de persoane; unitate - Sievert (Sv). Doza colectivă este definită ca suma produselor cu doze medii pe număr de persoane în intervalele dozei. Doza colectivă poate să se acumuleze pentru o lungă perioadă de timp, nici măcar o generație, dar care să acopere generațiile ulterioare.
- pragul - doza sub care manifestările acestui efect de iradiere nu sunt marcate.
- Doza maximă tolerată (SDA) - cea mai mare valoare echivalentă dozei personale pentru anul calendaristic în care iradierea uniformă poate provoca o perioadă de 50 de ani, în starea de sănătate a modificărilor adverse detectate prin metode moderne (NRB-99)
- prevenite - doza previzibilă din cauza unui accident de radiație. care pot fi prevenite prin măsuri de protecție.
- dublarea - o doză care crește de 2 ori (sau cu 100%) nivelul mutațiilor spontane. Doza de dublare este invers proporțională cu riscul mutațional relativ. Conform datelor disponibile în prezent, valoarea dozei de dublare pentru iradierea acută este de 2 Sv), iar pentru iradierea cronică este de aproximativ 4 Sv.
- doza biologică de radiații gamma-neutroni este doza de iradiere gamma, la fel de eficientă în distrugerea organismului. acceptat pentru standard. Egal cu doza fizică a acestei radiații, înmulțită cu factorul de calitate.
- minim letal - doza minimă de radiații, cauzând moartea tuturor obiectelor iradiate.
Rata de dozare (intensitatea iradierii) este creșterea dozei corespunzătoare sub influența acestei radiații pe unitatea de timp. Are dimensiunea dozei corespunzătoare (absorbită, expunere etc.), împărțită la unitatea de timp. Este permisă utilizarea diferitelor unități speciale (de exemplu, Sv / oră, rem / min, mSv / an etc.).
Pivot de tabel de unități