Lidské tělo absorbuje energii ionizujícího záření a stupeň radiačního poškození závisí na množství absorbované energie. Pro charakterizaci absorbované energie ionizujícího záření na jednotku hmotnosti látky se používá pojem absorbovaná dávka.

Absorbovaná dávka - jedná se o množství energie ionizujícího záření absorbované ozařovaným tělem (tělesnými tkáněmi) a přepočtené na jednotku hmotnosti této látky. Jednotkou absorbované dávky v mezinárodní soustavě jednotek (SI) je šedá (Gy).

1 Gy = 1 J/kg

Pro hodnocení využívají i nesystémovou jednotku - Rad. Rad – odvozeno z anglického „radiationabsorbeddoze“ – absorbovaná dávka záření. Jedná se o záření, při kterém každý kilogram hmotnosti látky (řekněme lidského těla) pohltí 0,01 J energie (neboli 1 g hmoty pohltí 100 erg).

1 Rad = 0,01 J/kg 1 Gy = 100 Rad

Expoziční dávka

K posouzení radiační situace na zemi, v pracovních nebo obytných prostorách, způsobené expozicí rentgenovému nebo gama záření, použijte expoziční dávka ozáření. V soustavě SI je jednotkou expoziční dávky coulomb na kilogram (1 C/kg).

V praxi se častěji používá nesystémová jednotka - rentgen (R). 1 rentgen je dávka rentgenového záření (nebo gama záření), při které se v 1 cm 3 vzduchu vytvoří 2,08 x 10 9 párů iontů (nebo v 1 g vzduchu - 1,61 x 10 12 párů iontů).

1P = 2,58 x 10-3 C/kg

Absorbovaná dávka 1 Rad odpovídá expoziční dávce přibližně rovné 1 rentgenu: 1 Rad = 1 R

Ekvivalentní dávka

Při ozařování živých organismů dochází k různým biologickým účinkům, přičemž rozdíl mezi nimi při stejné absorbované dávce se vysvětluje různými druhy ozáření.

Pro srovnání biologických účinků způsobených jakýmkoli ionizujícím zářením s účinky rentgenového a gama záření je koncept o ekvivalentní dávka. Jednotkou SI ekvivalentní dávky je sievert (Sv). 1 Sv = 1 J/kg

Existuje také nesystémová jednotka ekvivalentní dávky ionizujícího záření - rem (biologický ekvivalent rentgenového záření). 1 rem je dávka jakéhokoli záření, která vyvolává stejný biologický účinek jako 1 rentgen rentgenového nebo gama záření.

1 rem = 1 R 1 Sv = 100 rem

Koeficient, který ukazuje, kolikrát je posuzovaný druh záření biologicky nebezpečnější než rentgenové nebo gama záření při stejné absorbované dávce, se nazývá faktor kvality záření (K).

Pro rentgenové a gama záření K=1.

1 Rad x K = 1 rem 1 Gy x K = 1 Sv

Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, je dávka ionizujícího záření tím větší, čím delší je doba ozařování, tzn. dávka se časem kumuluje. Dávka za jednotku času se nazývá dávkový příkon. Řekneme-li, že expoziční dávkový příkon gama záření je 1 R/h, znamená to, že za 1 hodinu ozáření dostane člověk dávku rovnou 1 R.

Aktivita radioaktivního zdroje (radionuklid) je fyzikální veličina charakterizující počet radioaktivních rozpadů za jednotku času. Čím více radioaktivních přeměn dochází za jednotku času, tím vyšší je aktivita. V systému C je jednotkou aktivity becquerel (Bq) - množství radioaktivní látky, ve kterém dojde k 1 rozpadu za 1 sekundu.

Další jednotkou radioaktivity je curie. 1 curie je aktivita takového množství radioaktivní látky, při kterém dojde k 3,7 x 10 10 rozpadů za sekundu.

Doba, za kterou se v důsledku rozpadu sníží počet atomů dané radioaktivní látky na polovinu, se nazývá poločas rozpadu . Poločas rozpadu se může značně lišit: pro uran-238 (U) – 4,47 ppb. let; uran-234 – 245 tisíc let; radium-226 (Ra) – 1600 let; jód-131 (J) – 8 dní; radon-222 (Rn) – 3,823 dnů; polonium-214 (Po) – 0,000164 sec.

Mezi izotopy s dlouhou životností uvolněné do atmosféry v důsledku výbuchu jaderné elektrárny v Černobylu patří stroncium-90 a cesium-137, jejichž poločasy rozpadu jsou asi 30 let, takže jaderná elektrárna v Černobylu rostlinná zóna bude po mnoho desetiletí nevhodná pro normální život.

KOEFICIENTY RADIAČNÍHO RIZIKA

Je třeba vzít v úvahu, že některé části těla (orgány, tkáně) jsou citlivější než jiné: například při stejné ekvivalentní dávce záření se rakovina pravděpodobněji objeví v plicích než ve štítné žláze a ozáření gonád je nebezpečné zejména kvůli riziku genetického poškození. Proto by se dávky ozáření orgánů a tkání měly brát v úvahu s různými koeficienty. Vezmeme-li koeficient radiačního rizika celého organismu jako jeden, budou koeficienty radiačního rizika pro různé tkáně a orgány následující:

0,03 – kostní tkáň; 0,03 – štítná žláza;

0,12 – světlo; 0,12 – červená kostní dřeň;

0,15 – mléčná žláza; 0,25 – vaječníky nebo varlata;

0,30 – ostatní látky.

DÁVKY ZÁŘENÍ PŘIJÍMANÉ ČLOVĚKEM

Populace v jakékoli oblasti zeměkoule je každý den vystavena ionizujícímu záření. Jedná se především o takzvané pozadí záření Země, které se skládá z:

kosmické záření přicházející na Zemi z vesmíru;

záření z přírodních radioaktivních prvků nacházejících se v půdě, stavebních materiálech, vzduchu a vodě;

záření z přírodních radioaktivních látek, které se dostávají do těla s potravou a vodou, jsou fixovány tkáněmi a ukládány v lidském těle.

Kromě toho se lidé setkávají s umělými zdroji záření, včetně radioaktivních nuklidů (radionuklidů), vytvořených lidskou rukou a využívaných v národním hospodářství.

V průměru je dávka záření ze všech přírodních zdrojů ionizujícího záření asi 200 mR za rok, i když tato hodnota se může v různých oblastech zeměkoule lišit od 50 do 1000 mR/rok nebo více (tabulka 1). Dávka přijatá z kosmického záření závisí na nadmořské výšce; čím vyšší nadmořská výška, tím větší roční dávka.

stůl 1

Přírodní zdroje ionizujícího záření

Umělé zdroje ionizujícího záření (tabulka 2):

lékařské diagnostické a léčebné zařízení;

lidé, kteří neustále používají letadlo, jsou navíc vystaveni menší radiaci;

jaderné a tepelné elektrárny (dávka závisí na blízkosti jejich umístění);

fosfátová hnojiva;

Stavby z kamene, cihel, betonu, dřeva – špatné větrání vnitřních prostor může zvýšit radiační dávku způsobenou vdechováním radioaktivního plynu radonu, který vzniká při přirozeném rozpadu radia obsaženého v mnoha horninách a stavebních materiálech a také v půdě . Radon je neviditelný těžký plyn bez chuti a zápachu (7,5x těžší než vzduch) atd.

Každý obyvatel Země je po celý svůj život ročně vystaven dávce v průměru 250-400 mrem.

Je považováno za bezpečné, aby člověk během celého svého života akumuloval dávku záření nepřesahující 35 rem. Při dávkách záření 10 rem nejsou pozorovány žádné změny v orgánech a tkáních lidského těla. Při jednorázové dávce ozáření 25-75 rem se klinicky zjišťují krátkodobé drobné změny ve složení krve.

Při ozařování dávkou vyšší než 100 rem je pozorován rozvoj nemoci z ozáření:

100 – 200 rem – I stupeň (lehký);

200 – 400 rem – II stupeň (průměr);

400 – 600 rem – III stupeň (těžký);

více než 600 rem – IV stupeň (extrémně závažné).

Navigace v článku:

V jakých jednotkách se měří záření a jaké přípustné dávky jsou pro člověka bezpečné. Které záření pozadí je přirozené a které je přijatelné. Jak převést jednu jednotku měření radiace na jinou.

Přípustné dávky záření

• přípustná úroveň radioaktivního záření z přírodních zdrojů záření jinými slovy, přirozené radioaktivní pozadí může být v souladu s regulačními dokumenty přítomno pět let po sobě ne vyšší jak

  0,57 µSv/hod

V následujících letech by radiace pozadí neměla překročit  0,12 μSv/hod



• maximální přípustná celková roční dávka přijatá od všech technogenní zdroje, je
  

Hodnota 1 mSv/rok by měla v součtu zahrnovat všechny epizody umělého ozáření člověka. To zahrnuje všechny typy lékařských vyšetření a procedur, včetně fluorografie, zubního rentgenu a tak dále. Patří sem i létání v letadlech, procházení bezpečnostními opatřeními na letišti, získávání radioaktivních izotopů z potravin a podobně.

Jak se měří záření?

K posouzení fyzikálních vlastností radioaktivních materiálů se používají následující veličiny:

• aktivita radioaktivního zdroje(Ci nebo Bq)
• hustota energetického toku(W/m2)

K posouzení účinků záření na látce (ne na živé tkáni), aplikovat:

• absorbovaná dávka(Gray nebo Rad)
• expoziční dávka(C/kg nebo rentgen)

K posouzení účinků záření na živých tkáních, aplikovat:

• ekvivalentní dávka(Sv nebo rem)
• efektivní ekvivalentní dávka(Sv nebo rem)
• ekvivalentní dávkový příkon(Sv/hodina)

Posouzení vlivu záření na neživé předměty

Účinek záření na látku se projevuje ve formě energie, kterou látka přijímá z radioaktivního záření a čím více látka tuto energii pohlcuje, tím silnější je účinek záření na látku. Množství energie radioaktivního záření působícího na látku se odhaduje v dávkách a množství energie absorbované látkou se nazývá - absorbovaná dávka .

Absorbovaná dávka je množství záření, které látka pohltí. Systém SI používá - Šedá (gr).

1 Gray je množství energie radioaktivního záření 1 J, které pohltí látka o hmotnosti 1 kg, bez ohledu na druh radioaktivního záření a jeho energii.

1 Gray (Gy) = 1 J/kg = 100 rad

Tato hodnota nebere v úvahu stupeň expozice (ionizace) látce různých druhů záření. Spíše informativní hodnota je expoziční dávka záření.

Expoziční dávka je veličina charakterizující absorbovanou dávku záření a stupeň ionizace látky. Systém SI používá - Coulomb/kg (C/kg).

1 C/kg = 3,88*103 R

Použitá nesystémová expoziční dávková jednotka je Rentgen (R):

1R = 2,57976*10-4 C/kg

Dávka 1 Roentgenu- to je tvorba 2,083 * 10 9 párů iontů na 1 cm 3 vzduchu

Hodnocení účinků záření na živé organismy

Pokud jsou živé tkáně ozařovány různými druhy záření se stejnou energií, budou se důsledky pro živou tkáň značně lišit v závislosti na typu radioaktivního záření. Například důsledky expozice alfa záření s energií 1 J na 1 kg látky se budou velmi lišit od účinků vystavení energii 1 J na 1 kg látky, ale pouze gama záření. To znamená, že při stejné absorbované dávce záření, ale pouze z různých druhů radioaktivního záření, budou důsledky různé. To znamená, že pro posouzení vlivu záření na živý organismus nestačí pouhý koncept absorbované nebo expoziční dávky záření. Proto byl tento koncept zaveden pro živé tkáně ekvivalentní dávka.

Ekvivalentní dávka je dávka záření absorbovaného živou tkání vynásobená koeficientem k, který zohledňuje míru nebezpečnosti různých druhů záření. Systém SI používá - Sievert (Sv) .

Použitá nesystémová ekvivalentní dávková jednotka - rem (rem) : 1 Sv = 100 rem.

Čím vyšší je „koeficient k“, tím nebezpečnější je účinek určitého typu záření na tkáně živého organismu.

Pro lepší pochopení můžeme „ekvivalentní dávku záření“ definovat trochu jinak:

Ekvivalentní dávka záření - jedná se o množství energie absorbované živou tkání (absorbovaná dávka v Gray, rad nebo J/kg) z radioaktivního záření s přihlédnutím ke stupni dopadu (poškození) této energie na živou tkáň (koeficient K).

V Rusku je od černobylské havárie nesystémová jednotka měření mikroR/hod expoziční dávka, který charakterizuje míru ionizace látky a dávku jí absorbovanou. Tato hodnota nezohledňuje rozdíly v účincích různých druhů záření (alfa, beta, neutron, gama, rentgenové záření) na živý organismus.

Nejobjektivnější charakteristikou je - ekvivalentní dávka záření, měřeno v Sievertech. K posouzení biologických účinků záření se používá především ekvivalentní dávkový příkon záření, měřeno v Sievertech za hodinu. To znamená, že se jedná o hodnocení dopadu záření na lidské tělo za jednotku času, v tomto případě za hodinu. Vzhledem k tomu, že 1 Sievert je značná dávka záření, pro usnadnění se používá její násobek, indikovaný v mikro Sievertech - μSv/hod:

1 Sv/hod = 1000 mSv/hod = 1 000 000 μSv/hod.

Lze použít hodnoty, které charakterizují účinky záření po delší dobu, například 1 rok.

Například normy radiační bezpečnosti NRB-99/2009 (body 3.1.2, 5.2.1, 5.4.4) udávají normu přípustné radiační zátěže pro obyvatelstvo z umělých zdrojů 1 mSv/rok .

Regulační dokumenty SP 2.6.1.2612-10 (článek 5.1.2) a SanPiN 2.6.1.2800-10 (článek 4.1.3) uvádějí přijatelné standardy pro přírodní zdroje radioaktivního záření, velikost 5 mSv/rok . Formulace použitá v dokumentech je "přijatelná úroveň", velmi úspěšný, protože není platný (tedy bezpečný), totiž přijatelný .

Ale v regulačních dokumentech existují rozpory ohledně přípustné úrovně záření z přírodních zdrojů. Pokud sečteme všechny přípustné normy uvedené v regulačních dokumentech (MU 2.6.1.1088-02, SanPiN 2.6.1.2800-10, SanPiN 2.6.1.2523-09) pro každý jednotlivý přírodní zdroj záření, dostaneme, že radiace pozadí ze všech přírodních zdrojů záření (včetně vzácného plynu radonu) by neměla překročit 2,346 mSv/rok nebo 0,268 μSv/hod. To je podrobně popsáno v článku. Regulační dokumenty SP 2.6.1.2612-10 a SanPiN 2.6.1.2800-10 však udávají přijatelný standard pro přírodní zdroje záření 5 mSv/rok nebo 0,57 μS/hod.

Jak vidíte, rozdíl je 2x. To znamená, že na přípustnou standardní hodnotu 0,268 μSv/hod byl bez jakéhokoli zdůvodnění aplikován rostoucí faktor 2. Důvodem je pravděpodobně skutečnost, že v moderním světě jsme masivně obklopeni materiály (především stavebními) obsahujícími radioaktivní látky. Prvky.

Vezměte prosím na vědomí, že v souladu s regulačními dokumenty je přípustná úroveň záření z přírodní zdroje záření 5 mSv/rok a pouze z umělých (umělých) zdrojů radioaktivního záření 1 mSv/rok.

Ukazuje se, že když úroveň radioaktivního záření z umělých zdrojů překročí 1 mSv/rok, může dojít k negativním vlivům na člověka, tedy k onemocněním. Normy zároveň umožňují, aby člověk mohl žít bez újmy na zdraví v oblastech, kde je úroveň 5krát vyšší než bezpečná člověkem způsobená ozáření, což odpovídá přípustné úrovni radioaktivního pozadí přirozeného pozadí 5 mSv/rok. .

Podle mechanismu jeho účinku, druhů záření a stupně jeho působení na živý organismus, přírodní a umělé zdroje záření neliší se.

Přesto, co tyto normy říkají? Zvažme:

• norma 5 mSv/rok udává, že člověk může v průběhu roku obdržet maximální celkovou dávku záření absorbovanou jeho tělem 5 mil Sievert. Tato dávka nezahrnuje všechny zdroje technogenního dopadu, jako jsou lékařské, ze znečištění životního prostředí radioaktivními odpady, úniky radiace v jaderných elektrárnách atd.
• abychom odhadli, jaká dávka záření je v daném okamžiku přípustná ve formě záření pozadí, vypočítáme: celkovou roční rychlost 5000 μSv (5 mSv) vydělíme 365 dny v roce, dělíme 24 hodinami denně, dostaneme 5000/365/24 = 0, 57 μSv/hod
• výsledná hodnota je 0,57 μSv/hod, jedná se o maximální přípustné záření pozadí z přírodních zdrojů, které je považováno za přijatelné.
• v průměru radioaktivní pozadí (už dávno není přirozené) kolísá mezi 0,11 - 0,16 μSv/hod. Toto je normální záření pozadí.

Můžeme shrnout dnes platné přípustné úrovně radiace:

• Podle regulační dokumentace maximální přípustná úroveň záření (záření pozadí) z přírodních zdrojů záření může být 0,57 μS/hod.
• Pokud nezohledníme nepřiměřeně zvyšující se koeficient a také nezohledníme vliv nejvzácnějšího plynu - radonu, získáme v souladu s regulační dokumentací, normální radiační pozadí z přírodních zdrojů záření by nemělo překročit 0,07 µSv/hod
• maximální přípustná normativní celková přijatá dávka ze všech umělých zdrojů, je 1 mSv/rok.

Můžeme s jistotou říci, že normální, bezpečné radiační pozadí je uvnitř 0,07 µSv/hod , provozovaný na naší planetě před průmyslovým využitím radioaktivních materiálů, jaderné energie a atomových zbraní (jaderné testy) lidmi.

A v důsledku lidské činnosti nyní věříme přijatelný radiační pozadí je 8krát vyšší než přirozená hodnota.

Stojí za zvážení, že před aktivním průzkumem atomu člověkem lidstvo nevědělo, co je rakovina v tak masivních počtech, jak se to děje v moderním světě. Pokud byly případy rakoviny registrovány ve světě před rokem 1945, mohly by být považovány za izolované případy ve srovnání se statistikami po roce 1945.

Přemýšlejte o tom , podle WHO (Světová zdravotnická organizace) jen v roce 2014 zemřelo na naší planetě na rakovinu asi 10 000 000 lidí, což je téměř 25 % z celkového počtu úmrtí, tzn. ve skutečnosti každý čtvrtý člověk, který zemře na naší planetě, je člověk, který zemřel na rakovinu.

Podle WHO se to také očekává v příštích 20 letech se počet nových případů rakoviny zvýší přibližně o 70 % oproti dnešku. To znamená, že rakovina se stane hlavní příčinou úmrtí. A bez ohledu na to, jak pečlivě, vlády států s jadernou energií a atomovými zbraněmi by nezamaskovaly obecné statistiky o příčinách úmrtnosti na rakovinu. Můžeme s jistotou říci, že hlavní příčinou rakoviny je účinek radioaktivních prvků a záření na lidské tělo.

Pro referenci:

Pro převod µR/hod na µSv/hod Můžete použít zjednodušený vzorec pro překlad:

1 μR/hod = 0,01 μSv/hod

1 uSv/hod = 100 uR/hod

0,10 uSv/hodinu = 10 uR/hodinu

Uvedené převodní vzorce jsou předpoklady, jelikož μR/hod a μSv/hod charakterizují různé veličiny, v prvním případě jde o stupeň ionizace látky, ve druhém o absorbovanou dávku živou tkání. Tento překlad není správný, ale umožňuje nám alespoň přibližně odhadnout riziko.

Přepočet hodnot záření

Chcete-li převést hodnoty, zadejte do pole požadovanou hodnotu a vyberte původní měrnou jednotku. Po zadání hodnoty se automaticky dopočítají zbývající hodnoty v tabulce.

Mnoho lidí naráží na potíže při určování jednotek měření radioaktivního záření a při praktickém využití výsledných hodnot. Potíže vznikají nejen kvůli jejich široké rozmanitosti: becquerelové, curieové, sieverty, roentgeny, radové, coulomby, rémy atd., ale také kvůli tomu, že ne všechny použité veličiny jsou vzájemně propojeny vícenásobnými poměry a popř. , lze převést z jednoho na druhý.

Jak na to přijít?

Vše je docela jednoduché, pokud zvlášť uvážíme jednotky spojené s radioaktivitou jako fyzikální jev a veličiny, které měří dopad tohoto jevu (ionizujícího záření) na živé organismy a životní prostředí. A také, pokud nezapomeneme na nesystémové jednotky a jednotky radioaktivity pracující v systému SI (International System of Units), který byl zaveden v roce 1982 a je povinný pro použití ve všech institucích a podnicích.

Nesystémová (stará) jednotka měření radioaktivity

Curie (Ci) je první jednotka radioaktivity, která měří aktivitu 1 gramu čistého radia. Byl představen v roce 1910 a pojmenován po francouzských vědcích C. a M. Curieových, není spojen s žádným systémem měření a v poslední době ztratil svůj praktický význam. V Rusku je navzdory současnému systému SI povoleno použití curie v oblasti jaderné fyziky a medicíny bez omezení.

Jednotky SI radioaktivity

SI používá jinou veličinu, becquerel (Bq), která definuje rozpad jednoho jádra za sekundu. Becquerel je ve výpočtech pohodlnější než curie, protože nemá tak velké hodnoty a umožňuje vám určit jeho množství bez složitých matematických operací založených na radioaktivitě radionuklidu. Výpočtem počtu rozpadů 1 g radonu lze snadno stanovit vztah mezi Ci a Bq: 1 Ci = 3,7 * 1010 Bq a také určit aktivitu jakéhokoli jiného radioaktivního prvku.

Měření ionizujícího záření

S objevem radia bylo zjištěno, že záření radioaktivních látek působí na živé organismy a způsobuje biologické účinky podobné účinkům rentgenového záření. Vznikl koncept nazývaný dávka ionizujícího záření – hodnota, která umožňuje vyhodnotit dopad radiační expozice na organismy a látky. V závislosti na vlastnostech ozáření se rozlišují ekvivalentní, absorbované a expoziční dávky:

1. Expoziční dávka je ukazatelem ionizace vzduchu, ke které dochází vlivem gama a rentgenového záření, určená počtem vytvořených radionuklidových iontů v 1 metru krychlovém. vidět vzduch za normálních podmínek. V soustavě SI se měří v coulombech (C), ale existuje i nesystémová jednotka - rentgen (R). Jeden rentgen je velká hodnota, takže v praxi je výhodnější použít jeho části na milion (µR) nebo tisícinu (mR). Mezi jednotkami expozice byly stanoveny následující vztahy: 1 P = 2, 58,10-4 C/kg.
2. Absorbovaná dávka je energie záření alfa, beta a gama absorbovaná a akumulovaná jednotkovou hmotností látky. V mezinárodní soustavě SI je pro něj zavedena následující měrná jednotka - šedá (Gy), i když v některých oblastech, např. v radiační hygieně a radiobiologii, je stále široce rozšířena nesystémová jednotka - rad (R). použitý. Mezi těmito veličinami je následující korespondence: 1 Rad = 10-2 Gy.
3. Ekvivalentní dávka je absorbovaná dávka ionizujícího záření s přihlédnutím k míře jeho dopadu na živou tkáň. Protože stejné dávky záření alfa, beta nebo gama způsobují různá biologická poškození, byl zaveden tzv. faktor kvality QC. Pro získání ekvivalentní dávky je nutné vynásobit absorbovanou dávku přijatou z určitého typu záření tímto koeficientem. Ekvivalentní dávka se měří v berech (Rem) a sievertech (Sv), obě tyto jednotky jsou zaměnitelné, převedené z jedné na druhou takto: 1 Sv = 100 Rem (Rem).

Systém SI využívá sievert - ekvivalentní dávku specifického ionizujícího záření absorbovaného jedním kilogramem biologické tkáně. Chcete-li převést šedé na sieverty, měli byste vzít v úvahu koeficient relativní biologické aktivity (RBE), který se rovná:

• pro částice alfa - 10-20;
• pro záření gama a beta - 1;
• pro protony - 5-10;
• pro neutrony s rychlostmi do 10 keV - 3-5;
• pro neutrony s rychlostmi většími než 10 keV: 10-20;
• pro těžká jádra - 20.

Rem (biologický ekvivalent rentgenového snímku) nebo rem (v angličtině rem - Roentgen Equivalent of Man) je nesystémová jednotka ekvivalentní dávky. Vzhledem k tomu, že alfa záření způsobuje větší škody, je pro získání výsledku v rems nutné vynásobit naměřenou radioaktivitu v radech faktorem dvacet. Při určování záření gama nebo beta není nutný převod hodnot, protože rem a rad jsou si navzájem rovny.

Tento článek je věnován tématu absorbované dávky záření (i-niya), ionizujícího záření a jejich typů. Obsahuje informace o odrůdě, povaze, zdrojích, metodách výpočtu, jednotkách absorbované dávky záření a mnoho dalšího.

Koncept absorbované dávky záření

Radiační dávka je veličina používaná vědními obory jako je fyzika a radiobiologie k posouzení míry dopadu ionizujícího záření na tkáně živých organismů, jejich životní procesy a také látky. Jaká je absorbovaná dávka záření, jaký je její význam, forma expozice a rozmanitost forem? Projevuje se především ve formě interakce mezi prostředím a ionizujícím zářením a nazývá se ionizační efekt.

Absorbovaná dávka má své vlastní metody a jednotky měření a složitost a rozmanitost procesů probíhajících pod vlivem záření vede k určité druhové diverzitě ve formách absorbované dávky.

Ionizující forma záření

Ionizující záření je proud různých typů elementárních částic, fotonů nebo fragmentů vzniklých v důsledku štěpení atomů a schopných způsobit ionizaci hmoty. Ultrafialové záření, stejně jako viditelná forma světla, nepatří do tohoto typu záření, ani sem nepatří infračervené záření a záření vyzařované rádiovými pásmy, což je způsobeno jejich malým množstvím energie, která nestačí k vytvoření atomových a molekulární ionizace v základním stavu.

Ionizující záření, jeho povaha a zdroje

Absorbovanou dávku ionizujícího záření lze měřit v různých jednotkách SI a závisí na povaze záření. Nejvýznamnějšími druhy záření jsou záření gama, beta částice pozitronů a elektronů, neutrony, ionty (včetně částic alfa), rentgenové záření, krátkovlnné elektromagnetické (vysokoenergetické fotony) a miony.

Povaha zdrojů ionizujícího záření může být velmi různorodá, například: samovolně se vyskytující rozpad radionuklidů, termonukleární reakce, paprsky z vesmíru, uměle vytvořené radionuklidy, reaktory jaderného typu, urychlovač částic a dokonce i rentgenka.

Jak působí ionizující záření

V závislosti na mechanismu interakce hmoty a ionizujícího záření lze rozlišit přímý tok částic nabitého typu a záření, které působí nepřímo, jinými slovy tok fotonů nebo protonů, tok neutrálních částic. Formovací zařízení umožňuje rozlišit primární a sekundární formu ionizujícího záření. Absorbovaný dávkový příkon záření se určuje podle druhu záření, kterému je látka vystavena, např. síla efektivní dávky paprsků z vesmíru na zemský povrch, mimo úkryt, je 0,036 μSv/h. Rovněž stojí za pochopení, že typ měření dávky záření a jeho indikátor závisí na součtu řady faktorů, mluvíme o kosmickém záření, závisí také na zeměpisné šířce geomagnetického typu a poloze cyklu jedenácti let. sluneční aktivita.

Energetický rozsah ionizujících částic se pohybuje od několika stovek elektronvoltů a dosahuje 10 15-20 elektronvoltů. Cestovní vzdálenost a schopnost průniku se mohou značně lišit, od několika mikrometrů po tisíce nebo více kilometrů.

Úvod do expoziční dávky

Ionizační efekt je považován za hlavní charakteristiku formy interakce záření s prostředím. V počátečním období rozvoje dozimetrie záření se studovalo především záření, jehož elektromagnetické vlny se vzhledem k jeho rozsáhlé distribuci ve vzduchu pohybovaly v rozmezí indikátorů mezi ultrafialovým a gama zářením. Proto úroveň ionizace vzduchu sloužila jako kvantitativní měření radiace pro pole. Toto opatření se stalo základem pro vytvoření expoziční dávky, stanovené ionizací vzduchu za podmínek normálního atmosférického tlaku, přičemž vzduch sám musí být suchý.

Expoziční absorbovaná dávka záření slouží jako prostředek k určení ionizačních schopností záření rentgenového a gama záření, ukazuje emitovanou energii, která se po transformaci stala kinetickou energií nabitých částic ve zlomku atmosférického vzduchu. Hmotnost.

Jednotkou absorbované dávky pro záření typu expozice je SI složka coulombu dělená kg (C/kg). Typ nesystémové jednotky měření - rentgen (R). Jeden coulomb/kg odpovídá 3876 rentgenům.

Absorbované množství

Absorbovaná dávka, jako jasná definice, se stala pro člověka nezbytnou kvůli rozmanitosti možných forem expozice jednoho či druhého záření tkáním živých bytostí a dokonce i neživých struktur. Rozšíření známého rozsahu ionizujících látek ukázalo, že stupeň vlivu a dopadu může být velmi různorodý a nepodléhá konvenční definici. Pouze určité množství absorbované energie ionizujícího záření může způsobit chemické a fyzikální změny v tkáních a látkách vystavených ozáření. Samotný počet potřebný ke spuštění takových změn závisí na typu záření. Absorbovaná dávka i-niya vznikla právě z tohoto důvodu. V podstatě se jedná o množství energie, která byla absorbována jednotkou hmoty a odpovídá poměru energie ionizujícího typu, která byla absorbována hmotností subjektu nebo předmětu absorbujícího záření.

Absorbovaná dávka se měří pomocí jednotky šedé (Gy), složky systému Cu. Jedna šedá je množství dávky schopné přenést jeden joul ionizujícího záření na 1 kilogram hmoty. Rad je nesystémová jednotka měření v hodnotě 1 Gy odpovídá 100 rad.

Absorbovaná dávka v biologii

Umělé ozařování tkání živočišného a rostlinného původu jasně prokázalo, že různé druhy záření, které jsou ve stejné absorbované dávce, mohou mít různé účinky na tělo a všechny biologické a chemické procesy v něm probíhající. To je způsobeno rozdílem v počtu iontů vytvořených lehčími a těžšími částicemi. V jedné a téže dráze podél tkáně může proton vytvořit více iontů než elektron. Čím hustěji jsou částice shromažďovány v důsledku ionizace, tím silnější bude destruktivní účinek záření na tělo za podmínek stejné absorbované dávky. Právě v souladu s tímto jevem, rozdílem v síle účinků různých druhů záření na tkáň, bylo zavedeno označení ekvivalentní radiační dávka. Absorbované záření je údaj o záření přijatém tělem, vypočtený vynásobením absorbovaného dávkového příkonu a speciálního koeficientu zvaného relativní koeficient biologické účinnosti (RBE). Často se ale také označuje jako faktor kvality.

Jednotky absorbované dávky záření ekvivalentního typu se měří v jednotkách SI, konkrétně sievertech (Sv). Jeden Sv se rovná odpovídající dávce jakéhokoli záření, které je absorbováno jedním kilogramem tkáně biologického původu a způsobí účinek rovný účinku 1 Gy záření fotonového typu. Rem - používá se jako mimosystémový měřící indikátor biologické (ekvivalentní) absorbované dávky. 1 Sv odpovídá stovce rem.

Účinná léková forma

Efektivní dávka je ukazatel velikosti, který se používá jako míra rizika dlouhodobých následků ozáření člověka, jeho jednotlivých částí těla, od tkání po orgány. V tomto případě se bere v úvahu jeho individuální radiosenzitivita. Absorbovaná dávka záření se určitým váhovým faktorem rovná součinu biologické dávky v částech těla.

Různé lidské tkáně a orgány mají různou citlivost na záření. Některé orgány mohou mít větší pravděpodobnost vzniku rakoviny než jiné při jedné hodnotě absorbovaného dávkového ekvivalentu, například pravděpodobnost takového onemocnění ve štítné žláze je menší než u plic. Člověk tedy používá vytvořený koeficient radiačního rizika. CRC je prostředek ke stanovení dávky působící na orgány nebo tkáně. Celkový ukazatel míry vlivu efektivní dávky na organismus se vypočte vynásobením čísla odpovídající biologické dávce CRR konkrétního orgánu nebo tkáně.

Koncept kolektivní dávky

Existuje koncept skupinové absorpční dávky, což je součet individuálních hodnot efektivních dávek u konkrétní skupiny subjektů za určité časové období. Výpočty lze provádět pro jakákoli sídla, dokonce i státy nebo celé kontinenty. To se provádí vynásobením průměrné efektivní dávky a celkového počtu subjektů vystavených záření. Tato absorbovaná dávka se měří pomocí man-sievert (man-Sv).

Kromě výše uvedených forem absorbovaných dávek existují ještě: závazková, prahová, kolektivní, preventabilní, maximální přípustná, biologická dávka gama-neutronového záření, letální-minimální.

Síla dávky a jednotky měření

Ukazatelem intenzity záření je substituce konkrétní dávky pod vlivem konkrétního záření za jednotku měření času. Tato hodnota je charakterizována rozdílem v dávce (ekvivalentní, absorbovaná atd.) děleným jednotkou času. Existuje mnoho účelových jednotek.

Absorbovaná dávka záření je určena vzorcem vhodným pro konkrétní záření a druh absorbovaného množství záření (biologické, absorbované, expoziční atd.). Existuje mnoho způsobů, jak je vypočítat, založené na různých matematických principech a používají se různé jednotky měření. Příklady jednotek měření jsou:

1. Integrální tvar je šedý kilogram v SI, mimo systém se měří v rad-gramech.
2. Ekvivalentní formou je sievert v SI, mimo soustavu se měří v rem.
3. Typ expozice je coulomb-kilogram v SI, mimo systém se měří v rentgenech.

Existují další jednotky měření, které odpovídají jiným formám absorbované dávky záření.

závěry

Analýzou těchto článků můžeme dojít k závěru, že existuje mnoho druhů, a to jak samotného ionizujícího záření, tak forem jeho působení na látky živé i neživé přírody. Všechny jsou měřeny zpravidla v soustavě jednotek SI a každý typ odpovídá konkrétní systémové a nesystémové měřicí jednotce. Jejich zdroj může být velmi různorodý, přírodní i umělý, a samotné záření hraje důležitou biologickou roli.

Pro měření veličin charakterizujících ionizující záření se historicky jako první objevila jednotka „roentgen“. Toto je míra expoziční dávky rentgenového nebo gama záření. Později byl přidán „rad“ pro měření absorbované dávky záření.

Dávka záření (absorbovaná dávka) je energie radioaktivního záření absorbovaná v jednotce ozařované látky nebo osobou. S prodlužující se dobou ozařování se zvyšuje dávka. Za stejných podmínek ozáření záleží na složení látky. Absorbovaná dávka narušuje fyziologické procesy v těle a v některých případech vede k nemoci z ozáření různé závažnosti. Jako jednotku absorbované dávky záření poskytuje systém SI speciální jednotku - šedou (Gy). 1 šedá je jednotka absorbované dávky, při které 1 kg. Ozářená látka absorbuje energii 1 joule (J). Proto 1 Gy = 1 J/kg.
Absorbovaná dávka záření je fyzikální veličina, která určuje míru radiační zátěže.

Dávkový příkon (absorbovaný dávkový příkon) – přírůstek dávky za jednotku času. Je charakterizována rychlostí akumulace dávky a může se časem zvyšovat nebo snižovat. Jeho jednotka v systému C je šedá za sekundu. Jedná se o absorbovaný dávkový příkon záření, při kterém za 1 s. v látce vzniká dávka záření 1 Gy. V praxi se pro odhad absorbované dávky záření stále široce používá mimosystémová jednotka absorbovaného dávkového příkonu - rad za hodinu (rad/h) nebo rad za sekundu (rad/s).

Ekvivalentní dávka. Tento koncept byl zaveden, aby kvantitativně zohlednil nepříznivé biologické účinky různých typů záření. Určuje se vzorcem Deq = Q*D, kde D je absorbovaná dávka daného druhu záření, Q je faktor kvality záření, který je pro různé druhy ionizujícího záření o neznámém spektrálním složení akceptován pro rtg. a záření gama-1, pro záření beta-1, pro neutrony s energií od 0,1 do 10 MeV-10, pro záření alfa s energií menší než 10 MeV-20. Z uvedených obrázků je zřejmé, že při stejné absorbované dávce způsobuje neutronové a alfa záření 10krát, respektive 20krát větší škodlivé účinky. V soustavě SI se ekvivalentní dávka měří v sievertech (Sv). Sievert se rovná jedné šedé dělené faktorem kvality. Pro Q = 1 dostaneme

1 Sv = 1 Gy = 1 J/k = 100 rad = 100 rem.
Q Q Q

Rem (biologický ekvivalent rentgenového záření) je nesystémová jednotka ekvivalentní dávky, taková absorbovaná dávka jakéhokoli záření, která způsobí stejný biologický účinek jako 1 rentgenový snímek záření gama Vzhledem k tomu, že faktor kvality beta a gama záření se rovná 1, pak na zemi, kontaminované radioaktivními látkami při vnějším ozáření 1 Sv = 1 Gy; 1 rem = 1 rad; 1 rad » 1 R.
Z toho můžeme usoudit, že ekvivalentní, absorbované a expoziční dávky pro osoby nosící ochranné prostředky v kontaminované oblasti jsou téměř stejné.

Ekvivalentní dávkový příkon je poměr přírůstku ekvivalentní dávky za určitý časový interval. Vyjadřováno v sievertech za sekundu. Vzhledem k tomu, že doba, po kterou osoba zůstává v radiačním poli na přijatelných úrovních, se obvykle měří v hodinách, je vhodnější vyjádřit ekvivalentní dávkový příkon v mikrosievertech za hodinu.
Podle závěru Mezinárodní komise pro radiační ochranu se škodlivé účinky na člověka mohou objevit při ekvivalentních dávkách minimálně 1,5 Sv/rok (150 rem/rok) a v případech krátkodobé expozice - při dávkách nad 0,5 Sv ( 50 rem). Když radiační zátěž překročí určitou hranici, dochází k nemoci z ozáření.
Ekvivalentní dávkový příkon generovaný přírodním zářením (zemského i kosmického původu) se pohybuje od 1,5 do 2 mSv/rok a plus umělé zdroje (lék, radioaktivní spad) od 0,3 do 0,5 mSv/rok. Ukazuje se tedy, že člověk dostává od 2 do 3 mSv ročně. Tyto údaje jsou přibližné a závisí na konkrétních podmínkách. Podle jiných zdrojů jsou vyšší a dosahují 5 mSv/rok.

Expoziční dávka je míra ionizačního účinku fotonového záření, určená ionizací vzduchu za podmínek elektronické rovnováhy.
Jednotkou SI expoziční dávky je jeden coulomb na kilogram (C/kg). Extrasystémovou jednotkou je rentgen (R), 1R – 2,58*10-4 C/kg. Na druhé straně 1 C/kg » 3,876 * 103 R. Pro usnadnění práce se při přepočítávání číselných hodnot expoziční dávky z jednoho systému jednotek do druhého obvykle používají tabulky dostupné v referenční literatuře.

Expoziční dávkový příkon je přírůstek expoziční dávky za jednotku času. Jeho jednotka SI je ampér na kilogram (A/kg). V přechodném období však můžete použít nesystémovou jednotku - rentgeny za sekundu (R/s).

1 R/s = 2,58 x 10-4 A/kg

Nutno připomenout, že po 1. lednu 1990 se vůbec nedoporučuje používat pojem expoziční dávka a její síla. Proto by během přechodného období neměly být tyto hodnoty uváděny v jednotkách SI (C/kg, A/kg), ale v nesystémových jednotkách - rentgenech a rentgenech za sekundu.

4. dávkový příkon záření – dávka záření za jednotku času – rad/hod, r/hod.

Poznámka. P0 - dávkový příkon záření t hodin po výbuchu:

P je dávkový příkon záření kdykoli po výbuchu.

Vzhledem k tomu, že měření dávkového příkonu záření na objektu jsou prováděna nesouběžně, je při hodnocení radiační situace vhodné počítat s jejich hodnotou 1 hodinu po jaderném výbuchu (tab. 2).

1 Hodnoty koeficientů útlumu gama záření (K) obytnými budovami jsou uvedeny pro venkovská sídla. Ve městech budou hodnoty koeficientů útlumu u stejných budov o 20–40 % vyšší z důvodu útlumu dávkového příkonu ionizujícího záření blízkými domy a dalšími pozemními stavbami.