Kopš pagājušā gadsimta vidus zinātnē ir ienācis jauns vārds - radiācija. Tā atklājums radīja revolūciju fiziķu prātos visā pasaulē un ļāva atmest dažas Ņūtona teorijas un izdarīt drosmīgus pieņēmumus par Visuma uzbūvi, tā veidošanos un mūsu vietu tajā. Bet tas viss ekspertu ziņā. Pilsētnieki tikai nopūšas un cenšas apkopot tik atšķirīgas zināšanas par šo tēmu. Procesu sarežģī fakts, ka ir diezgan daudz radiācijas mērvienību, un visas ir piemērotas.
Terminoloģija
Pirmais termins, kuru vērts iepazīt, patiesībā ir radiācija. Tas ir radiācijas procesa nosaukums, ko rada dažas mazākās daļiņas, piemēram, elektroni, protoni, neitroni, hēlija atomi un citi. Atkarībā no daļiņu veida starojuma īpašības atšķiras viena no otras. Radiācija tiek novērota vai nu vielu sadalīšanās laikā vienkāršākos, vai arī to sintēzes laikā.
Radiācijas vienības- tie ir nosacīti jēdzieni, kas norāda, cik elementārdaļiņu izdalās no matērijas. Šobrīd fizika darbojas ar septiņām dažādām vienībām un to kombinācijām. Tas ļauj aprakstīt dažādus procesus, kas notiek ar vielu.
radioaktīvā sabrukšana- patvaļīgas izmaiņas nestabilo atomu kodolu struktūrā, izdalot mikrodaļiņas.
sabrukšanas konstante- Šis ir statistikas jēdziens, kas paredz atoma iznīcināšanas iespējamību noteiktā laika periodā.
Pus dzīve ir laika intervāls, kurā sadalās puse no kopējā vielu daudzuma. Dažiem elementiem tas tiek aprēķināts minūtēs, savukārt citiem tas ir gados un pat gadu desmitos.
Kā tiek mērīts starojums?
Radiācijas mērvienības nav vienīgās, ko izmanto īpašību novērtēšanai, turklāt tās izmanto tādus lielumus kā:
- starojuma avota aktivitāte;
- plūsmas blīvums (jonizējošo daļiņu skaits laukuma vienībā).
Turklāt radiācijas ietekmes uz dzīviem un nedzīviem objektiem aprakstā ir atšķirība. Tātad, ja viela ir nedzīva, uz to attiecas šādi jēdzieni:
Absorbētā deva;
- ekspozīcijas deva.
Ja starojums ietekmēja dzīvos audus, tiek izmantoti šādi termini:
ekvivalenta deva;
- efektīvā ekvivalentā deva;
- devas ātrums.
Radiācijas mērvienības, kā minēts iepriekš, ir nosacītas skaitliskās vērtības, ko zinātnieki pieņēmuši, lai atvieglotu aprēķinus un veidotu hipotēzes un teorijas. Varbūt tāpēc nav vienas vispārpieņemtas mērvienības.
Kirī
Kirī ir viena no starojuma mērīšanas vienībām. Tas nepieder sistēmai (nepieder SI sistēmai). Krievijā to izmanto kodolfizikā un medicīnā. Vielas aktivitāte būs vienāda ar vienu kirī, ja vienā sekundē tajā notiek 3,7 miljardi radioaktīvo sabrukšanas. Tas ir, mēs varam teikt, ka viens kirijs ir vienāds ar trīs miljardiem septiņsimt miljoniem bekerelu.
Šis skaitlis tika iegūts, pateicoties tam, ka Marija Kirī (kura šo terminu ieviesa zinātnē) veica savus eksperimentus ar rādiju un par pamatu ņēma tā sabrukšanas ātrumu. Bet laika gaitā fiziķi nolēma, ka šīs vienības skaitliskā vērtība ir labāk saistīta ar citu - bekerelu. Tas ļāva izvairīties no dažām kļūdām matemātiskajos aprēķinos.
Papildus curijiem bieži tiek atrasti reizinātāji vai apakškārtēji, piemēram:
- megacurie (vienāds ar 3,7 reizēm 10 ar bekerelu 16. pakāpēm);
- kilocurie (3,7 tūkstoši miljardu bekerelu);
- milicurie (37 miljoni bekerelu);
- mikrokirijs (37 tūkstoši bekerelu).
Izmantojot šo vienību, varat izteikt vielas tilpumu, virsmu vai īpatnējo aktivitāti.
bekerels
Bekerela starojuma devas vienība ir sistēmiska un ir iekļauta Starptautiskajā vienību sistēmā (SI). Tas ir visvienkāršākais, jo viena bekerela starojuma aktivitāte nozīmē, ka vielā notiek tikai viens radioaktīvais sabrukums sekundē.
Savu nosaukumu tas ieguva par godu franču fiziķim Antuānam. Nosaukums tika apstiprināts pagājušā gadsimta beigās un tiek lietots vēl šodien. Tā kā šī ir diezgan maza vienība, darbības apzīmēšanai tiek izmantoti decimāldaļas prefiksi: kilo-, mili-, mikro- un citi.
Nesen kopā ar bekereliem tika izmantotas nesistēmiskas vienības, piemēram, Kirī un Ruterfords. Viens Ruterfords ir vienāds ar vienu miljonu bekerelu. Tilpuma jeb virsmas aktivitātes aprakstā var atrast apzīmējumus bekerels uz kilogramu, bekerels uz metru (kvadrāts vai kubs) un to dažādie atvasinājumi.
rentgens
Arī starojuma mērvienība rentgens nav sistēmiska, lai gan to visur izmanto, lai norādītu saņemtā gamma starojuma ekspozīcijas devu. Viens rentgens ir vienāds ar tādu starojuma devu, pie kuras vienā kubikcentimetrā gaisa standarta atmosfēras spiedienā un nulles temperatūrā ir lādiņš, kas vienāds ar 3,3 * (10 * -10). Tas ir vienāds ar diviem miljoniem jonu pāru.
Neskatoties uz to, ka saskaņā ar Krievijas Federācijas tiesību aktiem lielāko daļu ārpussistēmas vienību ir aizliegts izmantot, dozimetru marķēšanā tiek izmantoti rentgena stari. Bet drīz tos pārstās lietot, jo izrādījās praktiskāk visu pierakstīt un aprēķināt pelēkos un zīvertos.
Prieks
Radiācijas mērvienība atrodas ārpus SI sistēmas un ir vienāda ar starojuma daudzumu, pie kura viena miljonā džoula enerģijas tiek pārnesta uz vienu gramu vielas. Tas ir, viens rads ir 0,01 džouls uz kilogramu vielas.
Materiāls, kas absorbē enerģiju, var būt gan dzīvi audi, gan citas organiskas un neorganiskas vielas un vielas: augsne, ūdens, gaiss. Kā neatkarīga vienība rad tika ieviesta 1953. gadā, un Krievijā tam ir tiesības izmantot fizikā un medicīnā.
Pelēks
Šī ir vēl viena radiācijas līmeņa mērvienība, ko atzīst Starptautiskā mērvienību sistēma. Tas atspoguļo absorbēto starojuma devu. Tiek uzskatīts, ka viela ir saņēmusi vienu pelēko devu, ja enerģija, kas tika pārnesta ar starojumu, ir vienāda ar vienu džoulu uz kilogramu.
Šī vienība ieguva savu nosaukumu par godu angļu zinātniekam Lūisam Grejam un oficiāli tika ieviesta zinātnē 1975. gadā. Saskaņā ar noteikumiem vienības pilno nosaukumu raksta ar mazo burtu, bet tā saīsināto apzīmējumu raksta ar lielo burtu. Viens pelēks ir vienāds ar simts radiem. Papildus vienkāršām mērvienībām zinātnē tiek lietoti arī daudzkārtēji un submultiple ekvivalenti, piemēram, kilograjs, megagrajs, decigrajs, centigray, mikropelēks un citi.
Zīverts
Radiācijas mērvienība, zīverts, tiek izmantota, lai apzīmētu efektīvās un ekvivalentās starojuma devas, un tā ir arī daļa no SI sistēmas, piemēram, pelēks un bekerels. Zinātnē izmanto kopš 1978. gada. Viens sīverts ir vienāds ar enerģiju, ko absorbē kilograms audu pēc vienas gamma staru sildīšanas. Vienība savu nosaukumu ieguvusi par godu zinātniekam no Zviedrijas Rolfam Zīvertam.
Pēc definīcijas zīverti un pelēkie ir vienādi, tas ir, ekvivalentajām un absorbētajām devām ir vienāds izmērs. Bet starp tām joprojām pastāv atšķirība. Nosakot ekvivalento devu, jāņem vērā ne tikai daudzums, bet arī citas starojuma īpašības, piemēram, viļņa garums, amplitūda un kādas daļiņas to pārstāv. Tāpēc absorbētās devas skaitlisko vērtību reizina ar starojuma kvalitātes koeficientu.
Tā, piemēram, ja visas pārējās lietas ir vienādas, alfa daļiņu absorbētā iedarbība būs divdesmit reizes spēcīgāka nekā tāda pati gamma starojuma deva. Turklāt ir jāņem vērā audu koeficients, kas parāda, kā orgāni reaģē uz starojumu. Tāpēc radiobioloģijā izmanto ekvivalento devu, bet arodveselībā (radiācijas iedarbības normalizēšanai) izmanto efektīvo devu.
saules konstante
Pastāv teorija, ka dzīvība uz mūsu planētas parādījās saules starojuma dēļ. Zvaigznes starojuma mērvienības ir kalorijas un vati, kas dalīti ar laika vienību. Tas tika nolemts, jo Saules starojuma daudzumu nosaka siltuma daudzums, ko objekti saņem, un intensitāte, ar kādu tas nāk. Zemi sasniedz tikai pusmiljonā daļa no kopējā izstarotās enerģijas daudzuma.
Starojums no zvaigznēm pārvietojas pa telpu ar gaismas ātrumu un staru veidā nonāk mūsu atmosfērā. Šī starojuma spektrs ir diezgan plašs - no "baltā trokšņa", tas ir, radio viļņiem, līdz rentgena stariem. Daļiņas, kas arī sadzīvo ar starojumu, ir protoni, bet dažkārt var būt elektroni (ja enerģijas izdalīšanās bija liela).
No Saules saņemtais starojums ir visu dzīvības procesu virzītājspēks uz planētas. Enerģijas daudzums, ko mēs saņemam, ir atkarīgs no gadalaika, zvaigznes stāvokļa virs horizonta un atmosfēras caurspīdīguma.
Radiācijas ietekme uz dzīvām būtnēm
Ja dzīvie audi, kas pēc īpašībām ir identiski, tiek apstaroti ar dažāda veida starojumu (ar vienādu devu un intensitāti), tad rezultāti būs atšķirīgi. Tāpēc, lai noteiktu sekas, nepietiek tikai ar absorbēto jeb ekspozīcijas devu, kā tas ir ar nedzīviem priekšmetiem. Notikuma vietā parādās penetrējošā starojuma vienības, piemēram, sīverts rems un pelēks, kas norāda uz ekvivalento starojuma devu.
Ekvivalenta deva ir dzīvu audu absorbēta deva, kas reizināta ar nosacīto (tabulas) koeficientu, kurā ņemts vērā, cik bīstams ir šis vai cita veida starojums. Visbiežāk izmantotais mērs ir zīverts. Viens zīverts ir vienāds ar simts remiem. Jo lielāks koeficients, jo attiecīgi bīstamāks starojums. Tātad fotoniem tas ir viens, bet neitroniem un alfa daļiņām tas ir divdesmit.
Kopš avārijas Černobiļas atomelektrostacijā Krievijā un citās NVS valstīs īpaša uzmanība pievērsta cilvēku radiācijas iedarbības līmenim. Ekvivalentā deva no dabīgiem starojuma avotiem nedrīkst pārsniegt piecus milizīvertus gadā.
Radionuklīdu iedarbība uz nedzīviem objektiem
Radioaktīvās daļiņas nes enerģijas lādiņu, ko tās pārnes uz vielu, saduroties ar to. Un jo vairāk daļiņu savā ceļā nonāks saskarē ar noteiktu vielas daudzumu, jo vairāk enerģijas tā saņems. Tās daudzums tiek lēsts devās.
- Absorbētā deva- tas ir tas, ko saņēma vielas vienība. To mēra pelēkā krāsā. Šajā vērtībā nav ņemts vērā fakts, ka dažāda veida starojuma ietekme uz vielu ir atšķirīga.
- Ekspozīcijas deva- attēlo absorbēto devu, bet ņemot vērā vielas jonizācijas pakāpi no dažādu radioaktīvo daļiņu ietekmes. To mēra kulonos uz kilogramu vai rentgenogēnos.
Izpētījām starojuma būtību – kas ir starojums (jonizējošais starojums) un radioaktivitāte, jēdziens radionuklīdi un pussabrukšanas periods, starojuma ietekme uz cilvēka organisms, un nedaudz runāja par radioaktīvajiem objektiem mums apkārt. Rakstā tika sniegta informācija par radioaktivitātes un fona starojuma mērīšanas metodēm, par dozimetriem. Mēs sniedzām arī vairākus dozimetru-radiometru piemērus un paskaidrojām, ka nevajadzētu krist panikā, ja ierīce nokrīt. Raksta trešajā daļā par starojums mēs runāsim par starojuma devām ...
Ekspozīcijas deva
Jonizējošā starojuma un vides mijiedarbības galvenā īpašība ir jonizācijas efekts. Radiācijas dozimetrijas attīstības sākuma periodā visbiežāk bija jācīnās ar rentgena stariem, kas izplatās gaisā. Tāpēc rentgenstaru lampu vai aparātu gaisa jonizācijas pakāpe tika izmantota kā starojuma lauka kvantitatīvs mērs. Kvantitatīvu mēru, kas pamatojas uz sausa gaisa jonizācijas apjomu normālā atmosfēras spiedienā, ko ir diezgan viegli izmērīt, sauc. ekspozīcijas deva.
Ekspozīcijas deva nosaka rentgenstaru un gamma staru jonizācijas spēju un izsaka starojuma enerģiju, kas pārvērsta lādētu daļiņu kinētiskajā enerģijā uz atmosfēras gaisa masas vienību. Ekspozīcijas deva ir attiecība starp visu vienas zīmes jonu kopējo lādiņu elementārā gaisa tilpumā pret gaisa masu šajā tilpumā.
SI sistēmā ekspozīcijas devas vienība ir kulons, dalīts ar kilogramu (C/kg). Ārpus sistēmas vienība - rentgens (R). 1 C/kg = 3880 R
Absorbētā deva
Paplašinoties zināmo jonizējošā starojuma veidu lokam un tā pielietojuma jomai, izrādījās, ka jonizējošā starojuma ietekmes uz vielu mēru nav viegli noteikt šajā procesā notiekošo procesu sarežģītības un daudzveidības dēļ. lietu. Svarīga no tām, kas izraisa fizikāli ķīmiskas izmaiņas apstarotajā vielā un rada noteiktu starojuma efektu, ir jonizējošā starojuma enerģijas absorbcija vielai. Rezultātā koncepcija absorbētā deva. Absorbētā deva parāda, cik daudz starojuma enerģijas tiek absorbēts uz jebkuras apstarotās vielas masas vienību, un to nosaka absorbētās jonizējošā starojuma enerģijas attiecība pret vielas masu.
SI vienībās absorbēto devu mēra džoulos uz kilogramu (J/kg), un tai ir īpašs nosaukums - Pelēks (Gr). 1 gr ir deva, pie kuras masa 1 kg tiek nodota jonizējošā starojuma enerģija 1 Dž. Absorbētās devas ārpussistēmas vienība ir priecīgs.1 Gy = 100 rad.
Absorbētā deva ir fundamentāla dozimetriskā vērtība, tā neatspoguļo apstarošanas bioloģisko efektu.
Devas ekvivalents
Devas ekvivalents (E, HT, R) atspoguļo apstarošanas bioloģisko efektu. Dzīvu audu apstarošanas individuālās ietekmes izpēte ir parādījusi, ka ar vienādām absorbētām devām dažāda veida starojums rada nevienlīdzīgu bioloģisko ietekmi uz ķermeni. Tas ir saistīts ar faktu, ka smagāka daļiņa (piemēram, protons) rada vairāk jonu uz ceļa vienību audos nekā viegla (piemēram, elektrons). Ar tādu pašu absorbēto devu radiobioloģiskā destruktīvā iedarbība ir lielāka, jo blīvāka ir starojuma radītā jonizācija. Lai ņemtu vērā šo efektu, jēdziens ekvivalenta deva. Ekvivalento devu aprēķina, absorbētās devas vērtību reizinot ar īpašu koeficientu - relatīvās bioloģiskās efektivitātes koeficientu ( OBE) vai noteikta veida starojuma kvalitātes faktors ( WR), atspoguļojot tā spēju bojāt ķermeņa audus.
Pakļaujot dažāda veida starojumam ar dažādiem kvalitātes faktoriem, ekvivalento devu definē kā šo starojuma veidu ekvivalento dozu summu.
Ekvivalentās devas SI vienība ir zīverts (Sv) un mēra džoulos uz kilogramu ( j/kg). Vērtība 1 Sv vienāda ar jebkura veida absorbētā starojuma ekvivalentu devu 1 kg bioloģiskajiem audiem un radot tādu pašu bioloģisko efektu kā absorbētā deva 1 gr fotonu starojums. Ekvivalentās devas ārpussistēmas vienība ir Bērs(līdz 1963. gadam - bioloģiskais ekvivalents rentgens, pēc 1963. gada - bioloģiskais ekvivalents priecīgs). 1 Sv = 100 rem.
Kvalitātes faktors - radiobioloģijā vidējais relatīvās bioloģiskās efektivitātes koeficients (RBE). Raksturo šāda veida starojuma bīstamību (salīdzinājumā ar γ-starojumu). Jo augstāks koeficients, jo bīstamāks šis starojums. (Šis termins jāsaprot kā "kaitējuma kvalitātes faktors").
Jonizējošā starojuma kvalitātes faktora vērtības tiek noteiktas, ņemot vērā absorbētās enerģijas mikrosadales ietekmi uz cilvēka hroniskas zemu jonizējošā starojuma devu iedarbības nelabvēlīgajām bioloģiskajām sekām. Attiecībā uz kvalitātes faktoru, ir GOST 8.496-83. GOST kā standarts tiek izmantots, lai kontrolētu radiācijas bīstamības pakāpi personām, kuras darba laikā pakļautas jonizējošajam starojumam. Standarts nav piemērojams akūtai iedarbībai un staru terapijas laikā.
Konkrēta veida starojuma RBE ir rentgenstaru (vai gamma) starojuma absorbētās devas attiecība pret absorbēto starojuma devu pie tādas pašas ekvivalentās devas.
| Kvalitātes faktori starojuma veidiem: | |
| Fotoni (γ-starojums un rentgenstari) pēc definīcijas | 1 |
| β starojums (elektroni, pozitroni) | 1 |
| Muons | 1 |
| α-starojums, kura enerģija ir mazāka par 10 MeV | 20 |
| Neitroni (termiski, lēni, rezonanse), līdz 10 keV | 5 |
| Neitroni no 10 keV līdz 100 keV | 10 |
| Neitroni no 100 keV līdz 2 MeV | 20 |
| Neitroni no 2 MeV līdz 20 MeV | 10 |
| Neitroni virs 2 MeV | 5 |
| Protoni, 2…5 MeV | 5 |
| Protoni, 5…10 MeV | 10 |
| Smagie atsitiena kodoli | 20 |
Efektīva deva
Efektīva deva, (E, efektīvā ekvivalentā deva) ir vērtība, ko izmanto aizsardzībā pret radiāciju kā apstarošanas ilgtermiņa seku riska mēru ( stohastiskie efekti) visa cilvēka ķermeņa un tā atsevišķu orgānu un audu, ņemot vērā to radiosensitivitāti.
Dažādām ķermeņa daļām (orgāniem, audiem) ir atšķirīga jutība pret starojuma iedarbību: piemēram, ar vienādu starojuma devu plaušās vēža rašanās iespējamība ir lielāka nekā vairogdziedzerī. Efektīvo ekvivalento devu aprēķina kā visu orgānu un audu ekvivalento devu summu, kas reizināta ar šo orgānu svēruma koeficientiem, un atspoguļo kopējo iedarbības ietekmi uz ķermeni.
Svērtos koeficientus nosaka empīriski un aprēķina tā, lai to summa visam organismam būtu viena. Vienības efektīvā deva atbilst mērvienībām ekvivalenta deva. To arī mēra Zīvertahs vai Bērahs.
Fiksētā efektīvā ekvivalentā deva (CEDE - noteiktā efektīvās devas ekvivalents) ir aptuvenās radiācijas dozas uz vienu cilvēku noteikta radioaktīvās vielas daudzuma ieelpošanas vai lietošanas rezultātā. CEDE ir izteikts rems vai zīverts (Sv) un ņem vērā dažādu orgānu radiosensitivitāti un laiku, kurā viela paliek organismā (līdz mūža garumā). Atkarībā no situācijas CEDE var attiekties arī uz radiācijas devu konkrētam orgānam, nevis visam ķermenim.
Efektīvas un līdzvērtīgas devas- Tās ir normalizētas vērtības, t.i. vērtības, kas ir jonizējošā starojuma ietekmes uz cilvēku un viņa pēcnācējiem radītā kaitējuma (kaitējuma) mērs. Diemžēl tos nevar tieši izmērīt. Tāpēc praksē tiek ieviestas operatīvās dozimetriskās vēnas, kuras unikāli nosaka caur radiācijas lauka fizikālajām īpašībām punktā, maksimāli tuvu normalizētajām. Galvenā darbības vērtība ir apkārtējās vides devas ekvivalents(sinonīmi - apkārtējās vides devas ekvivalents, apkārtējā deva).
Apkārtējās vides devas ekvivalents H*(d) ir devas ekvivalents, kas tika izveidots sfēriskā fantomā ICRU(Starptautiskā radiācijas vienību komisija) dziļumā d (mm) no virsmas pa diametru, kas ir paralēls starojuma virzienam, starojuma laukā, kas ir identisks tam, ko uzskata pēc sastāva, plūsmas un enerģijas sadalījuma, bet vienvirziena un viendabīga, t.i. Apkārtējās vides devas ekvivalents H*(d) ir deva, ko cilvēks saņemtu, ja atrastos mērījumu veikšanas vietā. Apkārtējās vides devas ekvivalenta vienība — Zīverts (Sv).
Grupas devas
Aprēķinot individuālās efektīvās devas, ko saņem indivīdi, var iegūt kolektīvo devu – individuālo efektīvo devu summu noteiktā cilvēku grupā noteiktā laika periodā. Kolektīvo devu var aprēķināt konkrēta ciema, pilsētas, administratīvi teritoriālās vienības, valsts uc iedzīvotājiem. To iegūst, vidējo efektīvo devu reizinot ar kopējo radiācijai pakļauto cilvēku skaitu. Kolektīvās devas mērvienība ir cilvēks-zīverts (cilvēka skaņa), ārpus sistēmas vienība - man-rem (man-rem).
Turklāt izšķir šādas devas:
- saistības- paredzamā deva, pusgadsimta deva. To lieto radiācijas aizsardzībā un higiēnā, aprēķinot absorbētās, ekvivalentās un efektīvās dozas no iestrādātajiem radionuklīdiem; ir atbilstošās devas izmērs.
- kolektīvs- aprēķinātā vērtība, kas ieviesta, lai raksturotu cilvēku grupas apstarošanas ietekmi vai kaitējumu veselībai; vienība - Zīverts (Sv). Kolektīvo devu definē kā vidējo devu un cilvēku skaita produktu summu devu intervālos. Kolektīvā deva var uzkrāties ilgu laiku, pat ne vienu paaudzi, bet aptverot nākamās paaudzes.
- slieksnis- deva, zem kuras šīs apstarošanas efekta izpausmes netiek novērotas.
- maksimālās pieļaujamās devas (SDA)- augstākās individuālās ekvivalentās devas vērtības kalendārajā gadā, pie kurām viendabīga iedarbība 50 gadus nevar izraisīt ar modernām metodēm konstatētas nelabvēlīgas veselības stāvokļa izmaiņas (NRB-99)
- novēršami ir paredzamā deva radiācijas avārijas dēļ, ko var novērst ar aizsardzības pasākumiem.
- dubultošanās- deva, kas dubulto (vai 100%) spontānu mutāciju ātrumu. Divkāršošanas deva ir apgriezti proporcionāla relatīvajam mutācijas riskam. Pēc šobrīd pieejamajiem datiem, dubultdoza akūtai iedarbībai ir vidēji 2 Sv, bet hroniskai iedarbībai apm. 4 Sv.
- gamma neitronu starojuma bioloģiskā deva- gamma starojuma deva, kas ir vienlīdz efektīva ķermeņa bojājumu ziņā, ņemot vērā standartu. Vienāda ar dotā starojuma fizisko devu, kas reizināta ar kvalitātes koeficientu.
- minimāli letāls- minimālā starojuma deva, kas izraisa visu apstaroto objektu nāvi.
Devas ātrums
Devas ātrums (starojuma intensitāte) ir attiecīgās devas pieaugums šī starojuma ietekmē laika vienībā. Tam ir atbilstošās devas (absorbētās, iedarbības utt.) dimensija, kas dalīta ar laika vienību. Ir atļautas dažādas speciālās vienības (piemēram, mikrorentgens / stundā, Sv/h, rem/min, cSv/gadā un utt.).
Pēc beta starojuma un alfa starojuma atklāšanas jautājums par šo starojumu novērtēšanu, mijiedarbojoties ar vidi, kļuva par jautājumu. Ekspozīcijas deva šo starojumu novērtēšanai izrādījās nepiemērota, jo jonizācijas pakāpe no tiem izrādījās atšķirīga gaisā, dažādās apstarotajās vielās un bioloģiskajos audos. Tāpēc tika piedāvāts universāls raksturlielums - absorbētā deva.
Absorbētā doza - enerģijas daudzums E, ko vielai pārnes jebkura veida jonizējošais starojums, aprēķina uz jebkuras vielas masas vienību m.
Citiem vārdiem sakot, absorbētā doza (D) ir attiecība starp enerģiju dE, kas tiek pārnesta uz vielu ar jonizējošo starojumu elementārajā tilpumā, pret vielas masu dm šajā tilpumā:
1 J/kg = 1 pelēks. Ārpussistēmas vienība ir rad (radiācijas adsorbcijas deva). 1 pelēks = 100 rad.
Varat arī izmantot daļskaitļus, piemēram: mGy, µGy, mrad, µrad utt.
Piezīme. Saskaņā ar RD50-454-84 vienību "rad" lietot nav ieteicams. Tomēr praksē ir ierīces ar šo kalibrēšanu, un tā joprojām tiek izmantota.
Absorbētās devas definīcija ietver jēdzienu par vidējo enerģiju, kas pārnesta uz vielu noteiktā tilpumā. Fakts ir tāds, ka radiācijas statistiskā rakstura un starojuma mijiedarbības ar vielu varbūtības dēļ uz vielu pārnestās enerģijas vērtība ir pakļauta svārstībām. Mērīšanas laikā nav iespējams iepriekš paredzēt tā vērtību. Tomēr pēc virknes mērījumu jūs varat iegūt šīs vērtības vidējo vērtību.
Doza orgānā vai bioloģiskajos audos (D,r) ir vidējā absorbētā deva noteiktā cilvēka ķermeņa orgānā vai audos:
D T = E T /m T , (4)
kur ET ir kopējā enerģija, ko jonizējošais starojums pārnes uz audiem vai orgāniem; m T ir orgāna vai audu masa.
Kad viela tiek apstarota, absorbētā deva palielinās. Devas maiņas ātrumu raksturo absorbētās devas ātrums.
Jonizējošā starojuma absorbētās dozas jauda ir absorbētās starojuma devas dD pieauguma attiecība laika intervālā dt pret šo intervālu:
Dozas jaudas mērvienības: rad/s, Gy/s, rad/h, Gy/h utt.
Absorbētās devas jaudu dažos gadījumos var uzskatīt par nemainīgu vērtību kādā īsā laika intervālā vai eksponenciāli mainīgu ievērojamā laika intervālā, tad varam pieņemt, ka:
Kerma - angļu valodas vārdu saīsinājums tulkojumā nozīmē "materiāla vājināšanās kinētiskā enerģija". Raksturlielumu izmanto, lai novērtētu netiešā jonizējošā starojuma ietekmi uz vidi. Kerma ir visu to uzlādēto daļiņu sākotnējo kinētisko enerģiju summas dE k attiecība, kuras netieši veido AI elementārā tilpumā, pret vielas masu dm šajā tilpumā:
K = dEk/dm. (7)
Mērvienības SI un ārpus sistēmas: attiecīgi pelēks un rad.
Kerma tika ieviesta, lai pilnīgāk ņemtu vērā starojuma lauku, jo īpaši enerģijas plūsmas blīvumu, un to izmanto, lai novērtētu netiešā jonizējošā starojuma ietekmi uz vidi.
Devas ekvivalents
Konstatēts, ka, apstarojot cilvēka bioloģiskos audus ar vienādu enerģiju (tas ir, saņemot vienādu devu), bet ar dažāda veida stariem, sekas uz veselību būs atšķirīgas. Piemēram, saskaroties ar alfa daļiņām, cilvēka ķermenim ir daudz lielāka iespēja saslimt ar vēzi nekā tad, ja tas tiek pakļauts beta daļiņām vai gamma stariem. Tāpēc bioloģiskajiem audiem tika ieviesta īpašība - ekvivalenta deva.
Ekvivalentā deva (HTR) ir absorbētā doza orgānā vai audos, kas reizināta ar attiecīgā starojuma veida R atbilstošo starojuma kvalitātes koeficientu WR.
Tas tika ieviests, lai novērtētu bioloģisko audu apstarošanas sekas ar zemām devām (devas, kas nepārsniedz 5 maksimālās pieļaujamās devas visa cilvēka ķermeņa apstarošanai), tas ir, 250 mSv / gadā. To nevar izmantot, lai novērtētu lielu devu iedarbības ietekmi.
Ekvivalentā deva ir:
H T . R = D T . R W R , (8)
kur D T . R ir bioloģisko audu absorbētā deva ar starojumu R; W R - starojuma R svara faktors (kvalitātes faktors) (alfa daļiņas, beta daļiņas, gamma kvanti u.c.), kurā ņemta vērā dažāda veida starojuma relatīvā efektivitāte bioloģisko efektu izraisīšanā (1. tabula). Šis faktors ir atkarīgs no daudziem faktoriem, jo īpaši no lineārās enerģijas pārneses lieluma, no jonizācijas blīvuma jonizējošās daļiņas ceļā un tā tālāk.
Formula (8) ir derīga, lai novērtētu tikai atsevišķu orgānu un audu gan ārējās, gan iekšējās apstarošanas devas vai visa cilvēka ķermeņa vienotu apstarošanu.
Vienlaicīgi pakļaujot dažāda veida starojumam ar dažādiem svēruma koeficientiem, ekvivalento devu nosaka kā ekvivalento dozu summu visiem šiem starojuma veidiem R:
H T = Σ H T . R(9)
Konstatēts, ka pie vienas absorbētās devas bioloģiskā iedarbība ir atkarīga no jonizējošā starojuma veida un starojuma plūsmas blīvuma.
Piezīme. Izmantojot formulu (8), tiek ņemts vidējais kvalitātes koeficients noteiktā standarta sastāva bioloģisko audu tilpumā: 10,1% ūdeņraža, 11,1% oglekļa, 2,6% slāpekļa, 76,2% skābekļa.
Ekvivalentās devas SI vienība ir Zīverts (Sv).
Zīverts ir jebkura rakstura starojuma ekvivalentās dozas vienība bioloģiskajos audos, kas rada tādu pašu bioloģisko efektu kā 1 Gy parauga rentgenstarojuma absorbētā doza ar fotona enerģiju 200 keV. Izmanto arī daļskaitļus - μSv , mSv. Ir arī ārpussistēmas vienība - rem (radi bioloģiskais ekvivalents), kas pamazām tiek izņemts no lietošanas.
1 Sv = 100 rem.
Tiek izmantotas arī daļskaitļu vienības - mrem, mkrem.
1. tabula. Radiācijas kvalitātes faktori
|
Radiācijas veids un enerģijas diapazons |
Kvalitātes faktori MĒS |
|
Visu enerģiju fotoni | |
|
Visu enerģiju elektroni | |
|
Neitroni ar enerģiju: | |
|
no 10 keV līdz 100 keV | |
|
> 100 keV līdz 2 Msv | |
|
> 2 MeV līdz 20 MeV | |
|
Protoni, kuru enerģija pārsniedz 2 MeV, izņemot atsitiena protonus | |
|
Alfa daļiņas, skaldīšanas fragmenti, smagie kodoli | |
|
Piezīme. Visas vērtības attiecas uz starojumu, kas krīt uz ķermeni un iekšējas iedarbības gadījumā, ko izdala kodolpārveides laikā. |
|
Piezīme. Koeficients W R ņem vērā zemas devas iedarbības nelabvēlīgās bioloģiskās ietekmes atkarību no starojuma kopējās lineārās enerģijas pārneses (LET). 2. tabulā parādīta kvalitātes svēruma koeficienta W R atkarība no LET.
2. tabula. Kvalitātes faktora WR atkarība no LET
Ekvivalentās devas jauda ir ekvivalentās devas dH pieauguma attiecība laika posmā dt līdz šim laika intervālam:
Ekvivalentās dozas jaudas mērvienības mSv/s, µSv/s, rem/s, mrem/s utt.
Radiācijas ietekmi uz dzīviem organismiem raksturo starojuma deva.
Jonizējošā starojuma ekspozīcijas doza X - kopējais lādiņš, kas radies rezultātā veidojas 1 cm 3 gaisa kādu laiku t.
mēra iekšā piekariņi uz kilogramu (C/kg), ārpus sistēmas vienība - rentgens (R).
Devā 1 R 1 cm 3 normālos apstākļos veidojas 2.08. 10 9 jonu pāri, kas atbilst 2,58. 10-4 C/kg. Tajā pašā laikā 1 cm 3 gaiss jonizācijas dēļ absorbē enerģiju, kas vienāda ar 1,1. 10-8 Dž, t.i. 8.5 mJ/kg.
Absorbētā starojuma doza D p ir fizikāls lielums, kas vienāds ar absorbētās enerģijas W p attiecību pret apstarotās vielas masu M p. Absorbētās devas vērtības nosaka, izmantojot izteiksmi
D p \u003d W p / M p.
SI sistēmā absorbētās devas vienība ir pelēka. Šī vienība ir nosaukta angļu fiziķa A. Greja vārdā. Šo devu saņem ķermenis, kas sver 1 Kilograms, ja tas absorbē enerģiju 1 Dž.
Līdz 1980. gadam kā absorbētās devas vienība tika izmantota rad un rentgens. Tās ir nesistēmiskas vienības.
Prieks - no angļu valodas. absorbētā starojuma deva.
1 priecīgs= 10 -2 j/kg = 10 -2 Gr.
1 pelēks (Gy) \u003d 100 rad » 110 R (gamma starojumam).
Mērvienība "rentgens" tagad tiek izmantota diezgan bieži; varbūt tas ir tikai veltījums tradīcijām. Pēc definīcijas deva 1 R atbilst tādam starojumam, pie kura 1 cm 3 gaiss n.o. ( P 0=760 mm. rt. st, T = 273 Uz) veidojas noteikts skaits jonu pāru (N » 2,1 10 9), lai to kopējais lādiņš būtu 3,3 10 -10 Cl. Šīs definīcijas nozīme ir skaidra: zinot izlādes strāvu un laiku, var eksperimentāli noteikt kopējo jonizācijas lādiņu un apstarošanas rezultātā radušos jonu pāru skaitu.
N jons \u003d Q kopā /e.
Tiem pašiem apstākļiem (n.c.) mēs atrodam absorbētās devas vērtību:
D p \u003d W p / M p= 112,5 10 -10 / 0,128 10 -5 = 8,7 10 -3 j/kg.
Tādējādi 1 rentgena deva atbilst absorbētai devai 8,7 10 -3 j/kg vai 8.7 10 mGy.
1 P \u003d 8,7 10 -3 J / kg \u003d 8,7 mGy.
1 R devu rada stari, ko izstaro 1 grams rādija 1 m attālumā no avota 1 stundu.
Absorbētās dozas jauda D I P. ir fizisks lielums, kas raksturo jebkura fiziska ķermeņa masas vienības absorbētās enerģijas daudzumu laika vienībā:
D 1 p \u003d D P / t \u003d W P / M Pp t.
Fona starojuma vērtību mums parasti ziņo mikrorentgenos stundā, piemēram, 15 mikrorentgens / stundā. Šai vērtībai ir absorbētās devas jaudas dimensija, bet tā nav izteikta SI vienībās.
Ekvivalentā deva H ekv. - vērtība, kas raksturo dzīva organisma absorbēto devu. Tas ir vienāds ar absorbēto devu, kas reizināta ar koeficientu, kas atspoguļo šāda veida starojuma spēju bojāt ķermeņa audus:
H ekv. = KK × D P,
kur KK ir jonizējošā starojuma vidējais kvalitātes faktors noteiktā bioloģiskā audu tilpuma elementā (22.1. tabula).
Tabula 22.1.e.
Jāņem vērā, ka līdzvērtīga deva H ekv raksturo dzīva organisma absorbētās devas vidējo vērtību, lai gan vieni un tie paši audi (kauli, muskuļi, smadzenes u.c.) dažādiem cilvēkiem un dažādos apstākļos absorbēs atšķirīgu enerģiju.
SI sistēmā devas ekvivalenta vienība ir Zīverts (1 Sv), nosaukts zviedru zinātnieka – radiologa R. Zīverta vārdā. Praksē bieži tiek izmantota nesistēmiska ekvivalentās devas vienība - rem (rentgena bioloģiskais ekvivalents).
1 rem= 0,01 j/kg.
Praksē tiek izmantotas vairākas vienības: milirems (1 mbre = 10 -3 rem); mikrorems (1 mikrorem= 10 -6 rem); nanorem (1 nber = 10 -9 rem).
Ir arī cita jēdziena definīcija rem.
Rem ir enerģijas daudzums, ko absorbē dzīvs organisms, pakļaujot to jebkura veida jonizējošam starojumam un radot tādu pašu bioloģisko efektu kā 1 rad rentgena vai g-starojuma absorbētā deva ar 200 keV enerģiju.
Attiecība starp nosauktajām vienībām (1 Sv, 1 rem, 1 R) ir:
1 Sv = 100 rem» 110 R(gamma starojumam).
Attālinoties no punktveida avota, deva samazinās apgriezti attāluma kvadrātam (~ 1/r 2).
Absorbētā deva
D p \u003d D 1 stāvs t reģions / r 2. [D 1 e t] = 1 R· 1 m 2 / stundā,
kur D1 et - punktveida avota jauda; t reģions - ekspozīcijas laiks, h; r - attālums no avota, m.
Punkta emitētāja aktivitāte un dozas jauda ir saistīta ar attiecību:
R = Kilograms ,
kur Kilograms- jonizācijas konstante, r- attālums no starojuma avota, d- aizsargekrāna biezums, - starojuma absorbcijas koeficients ekrāna materiālā.
Jonizācijas konstante Kilograms un ekrāna absorbcijas koeficients ir sarežģīti atkarīgs no starojuma veida un enerģijas. Gamma stariem ar enerģiju aptuveni 1 MeV daudzu materiālu (ūdens, alumīnija, dzelzs, vara, svina, betona, ķieģeļu) absorbcijas koeficienta attiecība pret materiāla blīvumu ir tuvu 7 . 10-3 m 2 /kg.
Dabiskais radiācijas fons (kosmiskie stari; vides un cilvēka ķermeņa radioaktivitāte) ir aptuveni Gy gada starojuma deva uz vienu cilvēku. Starptautiskā radiācijas aizsardzības komisija ir noteikusi maksimāli pieļaujamo gada devu 0,05 Gy personām, kuras strādā ar radiāciju. Īsā laikā saņemta starojuma deva 3-10 Gy ir letāla.
Strādājot ar jebkuru starojuma avotu (radioaktīviem izotopiem, reaktoriem u.c.), ir jāveic pasākumi visu cilvēku, kuri var nokļūt radiācijas zonā, aizsardzībai pret radiāciju.
Vienkāršākā aizsardzības metode ir personāla noņemšana no starojuma avota pietiekami lielā attālumā. Pat neņemot vērā absorbciju gaisā, starojuma intensitāte samazinās proporcionāli attāluma no avota kvadrātam. Tādēļ ampulas ar radioaktīviem preparātiem nevajadzētu ņemt ar rokām. Ir nepieciešams izmantot īpašas knaibles ar garu rokturi.
Gadījumos, kad nav iespējams attālināties no starojuma avota pietiekami lielā attālumā, aizsardzībai pret starojumu izmanto barjeras, kas izgatavotas no absorbējošiem materiāliem.
Visgrūtākā aizsardzība pret g-stariem un neitroniem to augstās iespiešanās spējas dēļ. Labākais g-staru absorbētājs ir svins. Lēnus neitronus labi absorbē bors un kadmijs. Ātri neitroni tiek iepriekš moderēti ar grafītu.
Fon pulksten 15 mikrorentgens / stundā atbilst dozas jaudai 36,2 10 –12 Gy/s(vai 4.16 10 -9 R/s). Ar šādu dozas jaudu cilvēks vienā gadā, ja audu jonizācija notiek tāpat kā gaisa jonizācija, saņems starojuma devu, kas vienāda ar 1,1 mGy(vai 0,13 R). Šī starojuma deva ir ļoti maza un cilvēkiem nekaitīga. Taču jāpatur prātā arī tas, ka starojums var uzkrāties būvmateriālos, ko izmanto dzīvojamo un ražošanas ēku celtniecībā. Izstarojuma ietekme no konstrukcijas materiāliem var būt nozīmīgāka nekā no ārējā gaisa fona.
Zinot kopējo ekvivalento devu, var atrast atsevišķu orgānu ekvivalento absorbēto devu ( H org, i \u003d K pp × D ekvivalents) un novērtēt viņu radiācijas traumas iespējamību. Tajā pašā laikā, izmantojot staru terapiju medicīnā, ir ļoti svarīgi zināt un iestatīt starojuma avota jaudas un ekspozīcijas laika vērtības tā, lai būtu ekvivalenta absorbētā doza konkrētajam orgānam (piemēram, plaušās) nepārsniedz pieļaujamo devu.
Šis raksts ir veltīts tēmai par absorbētā starojuma devu (i-tion), jonizējošo starojumu un to veidiem. Tajā ir informācija par daudzveidību, dabu, avotiem, aprēķinu metodēm, absorbētās starojuma devas vienībām un daudz ko citu.
Absorbētās starojuma devas jēdziens
Radiācijas doza ir lielums, ko izmanto tādas zinātnes kā fizika un radiobioloģija, lai novērtētu jonizējošā starojuma ietekmes pakāpi uz dzīvo organismu audiem, to dzīvības procesiem, kā arī uz vielām. Ko sauc par absorbēto starojuma devu, kāda ir tās vērtība, iedarbības veids un formu daudzveidība? Tas galvenokārt tiek parādīts mijiedarbības veidā starp vidi un jonizējošo starojumu, un to sauc par jonizācijas efektu.
Absorbētajai dozai ir savas metodes un mērvienības, un radiācijas ietekmē notiekošo procesu sarežģītība un daudzveidība rada zināmu sugu daudzveidību absorbētās dozas formās.
Jonizējošā starojuma forma
Jonizējošais starojums ir dažāda veida elementārdaļiņu, fotonu vai fragmentu plūsma, kas veidojas atomu skaldīšanas rezultātā un spēj izraisīt jonizāciju vielā. Ultravioletais starojums, tāpat kā redzamā gaismas forma, nepieder pie šāda veida starojuma, kā arī neietver infrasarkano starojumu un radiojoslu izstaroto starojumu, kas ir saistīts ar to mazo enerģijas daudzumu, kas nav pietiekams atomu un molekulu radīšanai. jonizācija pamatstāvoklī.
Jonizējošā starojuma veids, raksturs un avoti
Jonizējošā starojuma absorbēto devu var izmērīt dažādās SI vienībās, un tā ir atkarīga no starojuma rakstura. Nozīmīgākie starojuma veidi ir: gamma starojums, pozitronu un elektronu beta daļiņas, neitroni, joni (ieskaitot alfa daļiņas), rentgenstari, īsviļņu elektromagnētiskie (augstas enerģijas fotoni) un mioni.
Jonizējošā starojuma avotu raksturs var būt ļoti dažāds, piemēram: spontāni notiekoša radionuklīdu sabrukšana, kodoltermiskās reakcijas, stari no kosmosa, mākslīgi radīti radionuklīdi, kodoltipa reaktori, elementārdaļiņu paātrinātājs un pat rentgena aparāts.
Kā darbojas jonizējošais starojums?
Atkarībā no vielas un jonizējošā starojuma mijiedarbības mehānisma var izdalīt tiešu lādēta tipa daļiņu plūsmu un starojumu, kas darbojas netieši, citiem vārdiem sakot, fotonu vai protonu plūsmu, neitrālu daļiņu plūsmu. Veidošanas ierīce ļauj izvēlēties primāro un sekundāro jonizējošā starojuma formu. Starojuma absorbētās dozas jauda tiek noteikta atbilstoši starojuma veidam, kuram viela ir pakļauta, piemēram, staru efektīvās dozas spēks no kosmosa uz zemes virsmas, ārpus pajumtes, ir 0,036 μSv / h. Tāpat jāsaprot, ka radiācijas dozas mērīšanas veids un tā indikators ir atkarīgs no vairāku faktoru summas, runājot par kosmiskajiem stariem, tas ir atkarīgs arī no ģeomagnētiskās sugas platuma un vienpadsmit gadu Saules aktivitātes stāvokļa. cikls.
Jonizējošo daļiņu enerģijas diapazons ir indikatoru diapazonā no pāris simtiem elektronu voltu un sasniedz 10 15-20 elektronvoltu vērtības. Skrējiena garums un spēja iekļūt var ievērojami atšķirties, sākot no dažiem mikrometriem līdz pat tūkstošiem vai vairāk kilometru.
Ievads ekspozīcijas devās
Jonizācijas efekts tiek uzskatīts par galveno starojuma un vides mijiedarbības formas pazīmi. Radiācijas dozimetrijas attīstības sākumposmā galvenokārt tika pētīts starojums, kura elektromagnētiskie viļņi atrodas robežās starp ultravioleto un gamma starojumu, jo tas ir plaši izplatīts gaisā. Tāpēc gaisa jonizācijas līmenis kalpoja kā lauka starojuma kvantitatīvs mērs. Šāds pasākums kļuva par pamatu ekspozīcijas devas izveidošanai, ko nosaka gaisa jonizācija normāla atmosfēras spiediena apstākļos, savukārt pašam gaisam jābūt sausam.
Ekspozīcijas absorbētā starojuma doza kalpo kā līdzeklis rentgenstaru un gamma staru starojuma jonizēšanas iespēju noteikšanai, parāda izstaroto enerģiju, kas, pārveidojusies, ir kļuvusi par lādētu daļiņu kinētisko enerģiju gaisa daļā. atmosfēras masa.
Absorbētās starojuma devas vienība ekspozīcijas veidam ir kulons, SI komponents, dalīts ar kg (C/kg). Nesistēmiskās mērvienības veids - rentgens (P). Viens kulons/kg atbilst 3876 rentgeniem.
Absorbētais daudzums
Absorbētā starojuma doza kā skaidra definīcija ir kļuvusi nepieciešama personai, pateicoties dažādām iespējamām tā vai cita starojuma iedarbības formām uz dzīvo būtņu audiem un pat nedzīvām struktūrām. Paplašinot zināmo jonizējošo starojuma veidu klāstu, tika parādīts, ka ietekmes un ietekmes pakāpe var būt ļoti dažāda un uz to neattiecas parastā definīcija. Tikai noteikts daudzums absorbētās jonizējošā starojuma enerģijas var izraisīt ķīmiskas un fiziskas izmaiņas audos un vielās, kas pakļauti starojuma iedarbībai. Pats skaits, kas nepieciešams, lai izraisītu šādas izmaiņas, ir atkarīgs no starojuma veida. I-nia absorbētā deva radās tieši šī iemesla dēļ. Faktiski tas ir enerģijas daudzums, ko absorbējusi vielas vienība un kas atbilst absorbētās jonizējošā tipa enerģijas attiecībai pret objekta vai objekta masu, kas absorbē starojumu.
Absorbēto devu mēra, izmantojot pelēko vienību (Gy) – C sistēmas neatņemamu sastāvdaļu. Viens pelēks ir devas daudzums, kas spēj pārraidīt vienu džoulu jonizējošā starojuma uz 1 kilogramu masas. Rad ir nesistēmiska mērvienība, vērtības izteiksmē 1 Gy atbilst 100 rad.
Absorbētā deva bioloģijā
Dzīvnieku un augu izcelsmes audu mākslīgā apstarošana skaidri pierādīja, ka dažāda veida starojums, atrodoties vienā absorbētajā devā, var dažādi ietekmēt organismu un visus tajā notiekošos bioloģiskos un ķīmiskos procesus. Tas ir saistīts ar atšķirību jonu skaitā, ko rada vieglākas un smagākas daļiņas. Tajā pašā ceļā pa audiem protons var radīt vairāk jonu nekā elektrons. Jo blīvākas daļiņas tiek savāktas jonizācijas rezultātā, jo spēcīgāka būs starojuma destruktīvā ietekme uz organismu vienādas absorbētās devas apstākļos. Atbilstoši šai parādībai, dažāda veida starojuma ietekmes uz audiem stipruma atšķirībām, tika izmantots ekvivalentās starojuma devas apzīmējums. absorbētais starojums ir ķermeņa saņemtā starojuma daudzums, ko aprēķina, reizinot absorbēto devu un īpašu koeficientu, ko sauc par relatīvās bioloģiskās efektivitātes koeficientu (RBE). Taču to bieži dēvē arī par kvalitātes faktoru.
Ekvivalenta veida starojuma absorbētās dozas vienības mēra SI, proti, sīvertos (Sv). Viens Sv ir vienāds ar jebkura starojuma atbilstošo devu, ko absorbē viens kilograms bioloģiskas izcelsmes audu un rada efektu, kas vienāds ar 1 Gy fotonu tipa starojuma iedarbību. Rem - tiek izmantots kā ārpussistēmas bioloģiskās (ekvivalentās) absorbētās devas mērīšanas indikators. 1 Sv atbilst simts rems.
Efektīva devas forma
Efektīvā deva ir lieluma rādītājs, ko izmanto kā ilgtermiņa iedarbības riska mērījumu cilvēkam, tā atsevišķām ķermeņa daļām no audiem līdz orgāniem. Tas ņem vērā tā individuālo radiosensitivitāti. Absorbētā starojuma deva ir vienāda ar bioloģiskās devas reizinājumu ķermeņa daļās ar noteiktu svēršanas koeficientu.
Dažādiem cilvēka audiem un orgāniem ir atšķirīga starojuma jutība. Dažiem orgāniem ir lielāka iespēja nekā citiem saslimt ar vēzi ar tādu pašu absorbētās devas ekvivalentu, piemēram, vairogdziedzerim ir mazāka iespēja saslimt ar vēzi nekā plaušām. Tāpēc cilvēks izmanto izveidoto radiācijas riska koeficientu. CRC ir līdzeklis, lai noteiktu i-jonu devu, kas ietekmē orgānus vai audus. Efektīvās devas ietekmes uz ķermeni pakāpes kopējo rādītāju aprēķina, bioloģiskajai devai atbilstošo skaitli reizinot ar konkrēta orgāna, audu CRC.
Kolektīvās devas jēdziens
Pastāv grupas absorbcijas devas jēdziens, kas ir individuālās efektīvās devas vērtību kopuma summa noteiktai subjektu grupai noteiktā laika periodā. Aprēķinus var veikt jebkurai apdzīvotai vietai līdz pat valstīm vai veseliem kontinentiem. Lai to izdarītu, reiziniet vidējo efektīvo devu un kopējo starojumam pakļauto subjektu skaitu. Šo absorbēto devu mēra, izmantojot man-sīvertu (man-Sv.).
Papildus iepriekšminētajām absorbēto devu formām ir arī: saistības, slieksnis, kolektīvā, novēršamā, maksimālā pieļaujamā, gamma-neitronu tipa starojuma bioloģiskā deva, letālā-minimālā.
Devas stiprums un mērvienības
Ekspozīcijas intensitātes rādītājs ir noteiktas devas aizstāšana noteikta starojuma ietekmē ar pagaidu mērvienību. Šo vērtību raksturo devas starpība (ekvivalenta, absorbēta utt.), dalīta ar laika vienību. Ir daudz pasūtījuma izgatavotu vienību.
Absorbēto starojuma devu nosaka pēc formulas, kas piemērota konkrētam starojumam un absorbētā starojuma daudzuma veidam (bioloģiskais, absorbētais, ekspozīcijas utt.). Ir daudz veidu, kā tos aprēķināt, pamatojoties uz dažādiem matemātiskajiem principiem, un tiek izmantotas dažādas mērvienības. Mērvienību piemēri ir:
- Integrālais skats - pelēkais kilograms SI, ārpus sistēmas mērīts rad gramos.
- Ekvivalentā forma ir siverts SI, ārpus sistēmas to mēra rem.
- Ekspozīcijas veids - kulons-kilograms SI, ārpus sistēmas mēra - rentgenos.
Ir arī citas mērvienības, kas atbilst citiem absorbētās starojuma dozas veidiem.
secinājumus
Analizējot šos rakstus, varam secināt, ka ir daudz veidu gan pašam jonizējošajam starojumam, gan tā iedarbībai uz dzīvās un nedzīvās dabas vielām. Tie visi, kā likums, tiek mērīti SI mērvienību sistēmā, un katrs veids atbilst noteiktai sistēmas un nesistēmas mērvienībai. To avots var būt visdažādākais, gan dabiskais, gan mākslīgais, un pašam starojumam ir svarīga bioloģiskā loma.