Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • И единицы измерения






     

    Для количественной оценки действия ионизирующего излучения используется несколько дозиметрических величин. Основная дозиметрическая величина – поглощённая доза излучения. Это физическая величина, равная отношению средней энергии, переданной излучением веществу в некотором элементарном объеме, к массе вещества в этом объёме:

    .

    Единицей поглощённой дозы в СИ является грей (Гр). Один грей равен поглощённой дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, переданной облучённому веществу массой 1 кг.

    Поглощённую дозу для заряженных частиц сравнительно легко измерить по радиационным эффектам (ионизации, возбуждению и др.), возникающим в веществе. Это обусловлено тем, что передача и поглощение энергии происходят в одном и том же элементарном объёме (в случае частиц небольших энергий, для которых пробег не превышает облучаемого объёма). Между характеристиками излучения заряженных частиц небольших энергий (плотность потока частиц, плотность потока энергии и др.) и поглощённой дозой существует однозначная связь.

    При взаимодействии фотонного излучения с веществом часть вторичных заряженных частиц может покинуть пределы облучаемого объёма вещества, поэтому прямой связи между параметрами поля излучения и поглощённой дозой, вообще говоря, не наблюдается. Такая связь имеет место лишь в случае энергетического равновесия, при котором энергия излучения, поглощённая в некотором объёме среды, равна суммарной кинетической энергии ионизирующих частиц, образованных в том же объёме.

    Поглощённой дозе косвенно ионизирующего излучения, определённой в условиях энергетического равновесия между первичным и вторичным излучениями, дано специальное название – керма.

    Керма – это физическая величина, равная отношению суммы начальных кинетических энергий всех заряженных ионизирующих частиц, образовавшихся под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объёме вещества, к массе вещества в этом объёме:

    .

    Керма (Kinetic Energy Released in Material) измеряется в тех же единицах, что и поглощённая доза.

    Длительное время в качестве характеристики ионизирующего действия рентгеновского и g-излучения применялась экспозиционная доза – отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в воздухе при полном торможении электронов, образующихся фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме:

    .

    Единица экспозиционной дозы в СИ – кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная поглощённой дозы – рентген. Это такая экспозиционная доза, при которой электромагнитное излучение в 1 см3 сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях (температуре С и давлении 1000 гПа), что соответствует массе воздуха 0, 001293 г, образует 2, 08 × 109 пар ионов. Международной комиссией по радиологическим единицам экспозиционная доза рекомендована к изъятию из арсенала. При новых разработках применение внесистемной единицы «рентген» не рекомендуется.

    Возникающие под воздействием ионизирующего излучения биологические эффекты при одной и той же поглощённой энергии различны для разных видов излучений. Биологические воздействия ионизирующего излучения произвольного состава принято сравнивать с эффектами от рентгеновского и g-излучения. Для оценки биологического действия ионизирующего излучения любого вида введено понятие эквивалентной дозы.

    Эквивалентная доза определяется как произведение поглощённой дозы на коэффициент качества излучения:

    D экв = k × D погл.

    Безразмерный коэффициент качества определяет зависимость биологического эффекта облучения человека в малых дозах от полной линейной передачи энергии (ЛПЭ) излучения. Под ЛПЭ понимают среднюю энергию, передаваемую среде движущейся частицей на единице длины своего пути (ЛПЭ определяют обычно в кэВ на 1 мкм пути в воде). Коэффициент качества показывает, во сколько раз излучение, характеризующееся данным значением ЛПЭ, представляет бо¢ льшую радиационную опасность, чем рентгеновское или γ -излучение. Значение k для рентгеновского и g-излучения принято равным 1. Для всех других ионизирующих излучений значения коэффициента качества установлены на основе радиобиологических данных (таблица 6).

     

    Таблица 6

    Регламентированная зависимость коэффициента

    качества от полной ЛПЭ

     

    ЛПЭ, кэВ/мкм воды > 3, 5 7, 0     > 175
    k          

     

    Если ЛПЭ во всех точках облучаемого объекта не определена, используют регламентированные значения коэффициента качества, зависящие от энергетического спектра излучения (соответствующие зависимости и таблицы имеются в справочниках по радиационной безопасности). При определении эквивалентной дозы ионизирующего излучения с неизвестным спектральным составом допустимо использовать средние значения коэффициента качества (таблица 7).

     

    Таблица 7

    Средние значения коэффициента качества

     

    Вид излучения k
    Рентгеновское и гамма-излучения  
    Электроны и позитроны – бета-излучение  
    Протоны с энергией меньше 10 МэВ  
    Нейтроны с энергией меньше 20 кэВ  
    Нейтроны с энергией 0, 1–10 МэВ  
    Альфа-излучение с энергией меньше 10 МэВ  
    Тяжёлые ядра отдачи  

     

    Эквивалентная доза имеет ту же размерность, что и поглощённая. Для единицы эквивалентной дозы в СИ используется собственное наименование – зиверт (Зв):

    .

    Эквивалентная доза смешанного ионизирующего излучения определяется суммой произведений поглощённых доз отдельных видов излучения на соответствующие значения коэффициента качества этих видов излучения:

    .

    Физическая величина, равная отношению приращения дозы за интервал времени к этому интервалу времени, называется мощностью дозы:

    P = dD / dt.

    Единицей мощности поглощённой дозы и кермы в СИ является Гр/с. Единица мощности эквивалентной дозы в СИ – Зв/с.

    В дозиметрии широко использовались внесистемные единицы. Согласно ГОСТ 8.417-2002 «ЕДИНИЦЫ ВЕЛИЧИН» (введённого в действие с 1 сентября 2003 г.) внесистемные дозиметрические единицы подлежат изъятию из обращения. Соотношения между единицами ионизирующего излучения в СИ и внесистемными единицами приведены в таблице 8.

     

    Таблица 8

    Основные радиологические величины и единицы измерения

     

    Величина и её символ Наименование и обозначение единицы Соотношение между единицами  
    СИ Вне-системная  
    Активность радионуклида, A Беккерель (Бк) Кюри (Ки) 1 Ки = 3, 7 × 1010 Бк 1 Бк = 2, 703 × 10–11 Ки
    Поглощенная доза, D Грей (Гр) Рад (рад) 1 рад = 1, 0 × 10–2 Гр
    Эквивалентная доза, D экв Зиверт (Зв) Бэр (бэр) 1 бэр = 1, 0 × 10–2 Зв 1 Зв = 100 бэр
    Экспозиционная доза, D 0 Кл/кг Рентген (Р) 1 Р = 2, 56 × 10–4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3, 876 × 103 Р
    Керма, K Грей (Гр)    

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.