Понятие поглощенной и эквивалентной поглощенной дозы, дозовые параметры

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

Электротехнический университет «ЛЭТИ»

Кафедра БЖД

Реферат

По дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: «Понятие поглощенной и эквивалентной поглощенной дозы. Измеряемые дозовые параметры. Единицы измерения дозы поглощенного излучения»

Санкт-Петербург

Оглавление

1. Понятие поглощенной и эквивалентной поглощенной дозы, дозовые параметры 3

2. Единицы измерения дозы поглощенного излучения. 9

3. Список использованной литературы.. 11

Понятие поглощенной и эквивалентной поглощенной дозы, дозовые параметры

Действие ионизирующих излучений на любое вещество проявляется в ионизации атомов и молекул, входящих в состав этого вещества. Мерой этого воздействия служит поглощенная доза — фундаментальная дозиметрическая величина, определенная как отношение поглощенной энергии излучения в единице массы.

Основной единицей поглощенной энергии в системе СИ является грей (Гр, Gy) — джоуль на килограмм массы (Дж·кг^-1), обозначается символом «D». Поглощенная доза в 1 Гр является довольно значимой радиационной величиной и может вызвать в облученном организме ряд последствий. Но в собственно энергетическом смысле эта величина очень мала — повышение температуры тела человека в результате воздействия этой дозы менее одной тысячной градуса.

При измерении эффектов, возникающих в веществах под действием ионизирующих излучений, используется понятие доза, а при оценке влияния облучения на биологические объекты вводятся поправочные коэффициенты. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой. Дозы можно рассчитывать по-разному, с учетом того, каков размер облученного участка и где он расположен, подвергся облучению один человек или группа людей; в течение какого времени происходило облучение.

Доза — энергия ионизирующего излучения (ИИ), поглощённая облучаемым веществом и часто рассчитанная на единицу его массы. Измеряется в единицах энергии, которая выделяется в веществе (поглощается веществом) при прохождении через него ионизирующего излучения.

Доза поглощенная (D) — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

где dЕ — средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm — масса вещества в этом объеме. Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж·кг^-1), и имеет специальное название — грей (Гр).

Доза эквивалентная (D_Т.R) — поглощенная доза, рассчитанная для биологических объектов (человек, орган, ткань), с учетом соответствующего взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, W_R: равна произведению поглощённой дозы на W_R: D_Т.R= D·W_R, где D_T.R — средняя поглощенная доза в органе или ткани Т, а W_R — взвешивающий коэффициент для излучения R.

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы (W_R) — используемые в радиационной защите множители поглощенной дозы, учитывающие относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов.

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (W_Т) — множители эквивалентной дозы в органах и тканях, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации.

Замечание. До недавнего времени при расчёте «эквивалентной дозы» использовались «коэффициент качества излучения» (К) и «относительная биологическая эффективность» (ОБЭ) — поправочные коэффициенты, учитывающий различное влияние на биологические объекты (различную способность повреждать ткани организма) разных излучений при одной и той же поглощённой дозе. Сейчас эти коэффициенты в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99) названы «Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчёте эквивалентной дозы (W_R).

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения D_Т = S D_Т.R. [1]

Взвешивающие коэффициенты приведены в нормах радиационной безопасности НРБ-99, применяющихся для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

Таблица. 1. Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы [2]

Таблица. 2. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения [2]

Доза экспозиционная, D_E — количественная характеристика рентгеновского и гамма — излучений, определяемая по ионизации воздуха. Представляет собой суммарный электрический заряд ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия.

Доза эффективная (D_E,T) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности (а также веса).

Каждый орган и ткань не только по-разному реагирует на поглощенную ими дозу облучения, но и оказывает различное влияние на работу организма в целом. Для учета этих особенностей в практической дозиметрии используется понятие эффективной дозы. Эффективная (эквивалентная) ожидаемая доза учитывает суммарную радиоактивность поступающих в организм радионуклидов с учетом их периода полураспада и периода полувыведения из организма. Эффективная доза — величина, используемая как мера риска возникновения последствий, в т.ч. и отдаленных, облучения всего тела человека или отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: D_E,T = DT ·S W_T, где где D_Т — эквивалентная доза в органе или ткани Т, а W_Т — взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т, т.е. множитель эквивалентной дозы в органах и тканях, используемый в радиационной защите для учёта различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации – «коэффициент радиационного риска».

Чтобы учесть качественные различия излучений, их биологическая эффективность сравнивается с биологической эффективностью рентгеновского излучения, имеющего энергию кванта 250 КэВ. На практике понятие эквивалентной дозы применяют лишь для характеристики радиационных воздействий в малых дозах (не более 5 годовых ПДД для профессионалов).

Чтобы учесть качественные различия излучений, их биологическая эффективность сравнивается с биологической эффективностью рентгеновского излучения, имеющего энергию кванта 250 КэВ. На практике понятие эквивалентной дозы применяют лишь для характеристики радиационных воздействий в малых дозах (не более 5 годовых ПДД для профессионалов).

Единица измерения эффективной дозы — Дж·кг^-1, название – зиверт (Зв).

Замечание. Зиверт – большая единица дозы: грубо говоря (для биологических объектов) 1 зиверт = 100 рентген, поэтому на практике используются меньшие единицы.

Доза эффективная (эквивалентная) годовая — сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Единица годовой эффективной дозы — зиверт (Зв).

Доза эффективная коллективная — мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения; она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица эффективной коллективной дозы — человеко-зиверт (чел.-Зв). [1]

Рисунок 1 наглядно демонстрирует различия доз поглощенного излучения:

Рис. 1. Типы доз радиационного облучения [1]