Атомная станция

Эффективная эквивалентная доза. Единицы измерения.

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) ввела в качестве меры радиационного воздействия на живой организм эффективную эквивалентную дозу (Нэф), которая определяется формулой: , где -средняя эквивалентная доза в органе или ткани организма (Т),  - взвешивающий коэффициент (коэффициент риска), равный отношению вероятности возникновения стохастического эффекта при облучении органа или ткани Т к вероятности его возникновения. при равномерном облучении всего тела.  определяет вклад данного органа в риск неблагоприятных стохастических эффектов для организма в целом при равномерном его облучении.

При равномерном облучении всего организма предполагается, что вид и энергетический состав ионизирующих частиц одинаковы для любой точки и, значит, эквивалентная доза для любого органа и ткани будет одной и той же и равна Нэф. Т.о. Нэф при неравномерном по органам и тканям облучении организма равна такой эквивалентной дозе Н при равномерном облучении, при которой риск неблагоприятных последствий оказывается тем же самым, что и при данном неравномерном облучении. Значения коэффициентов риска для разных органов (тканей) представлены в таблице 13:

Излучение Вавилова-Черенкова. Невелики и потери энергии на световое излучение Вавилова-Черенкова, которое возникает при движении заряженной частицы в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде. Заряженная частица, двигаясь внутри диэлектрика с постоянной скоростью, создаёт вдоль своего пути локальную поляризацию его атомов. Сразу же после прохождения частицы поляризованные атомы возвращаются в исходное состояние и излучают электромагнитные волны. При определённых условиях эти волны складываются и наблюдается излучение.

Это самопроизвольное испускание лептонов ().

Эффективная эквивалентная доза. Единицы измерения. Определение активности. Единицы активности. Активностью А некоторого количества радиоактивного вещества называют число спонтанных ядерных превращений в этом количестве вещества dN, происшедших за интервал времени dt:

Экспозиционная доза (Dэксп) – это количественная характеристика фотонного излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе. Она определяется отношением суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны, освобожденные фотонами в элементе объема воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме: .

Эквивалентная доза. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ). Коэффициент качества излучения. Единицы эквивалентной дозы. Для оценки биологического эффекта воздействия излучения произвольного состава потребовалось введение новой характеристики дозы. В задачах радиационной безопасности при облучении в малых дозах (меньше ~0,1 Гр) это эквивалентная доза с единицей измерения в СИ – зиверт (Зв). Зиверт – единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создаёт такой же биологический эффект, как и поглощённая доза в 1 Гр образцового рентгеновского излучения (излучение с граничной энергией 200 КэВ).

Газовые счётчики. Газовый счётчик представляет собой датчик (по конструкции аналогичный ионизационной камере), предназначенный для регистрации отдельных ядерных частиц. В отличие от ионизационных камер в газовых счётчиках для усиления ионизационного тока используется газовый разряд. Благодаря высокой чувствительности газовый счётчик реагирует на каждую частицу, возникшую внутри объёма газа, или проникшую в него из стенки счётчика.

Табл. 13 Коэффициенты риска для облучения различных оргонов (тканей) человека.

Орган

(ткань)

Коэффициент

риска

Орган

(ткань)

Коэффициент

риска

Красный костный

мозг

0,12

Лёгкие

0,12

Костная ткань

0,03

Гонады

0,25

Щитовидная железа

0,03

Другие ткани

0,3

Молочная железа

0,15

Организм в целом

1,0

Измеряют эффективную эквивалентную дозу в Зивертах (как и эквивалентную дозу).

Расчёт дозовой нагрузки на некоторый период (например, на 70 лет) приводит к такой дозиметрической характеристике, как «ожидаемая эффективная эквивалентная доза», также измеряемой в Зивертах.

Просуммировав индивидуальные эквивалентные дозы, полученные группой людей, приходим к коллективной эффективной эквивалентной дозе: , (Ni- число людей, получивших эффективную эквивалентную дозу Hei), которую измеряют в человеко-Зивертах (чел-Зв).

Поскольку многие радионуклиды характеризуются большими периодами полураспада (и полувыведения из организма) для соответствующих расчётов вводится понятие ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозы, также измеряемой в человеко–Зивертах.

  Физический смысл эффективной эквивалентной дозы.

Пусть СТ- вероятность смертельных исходов от рака органов Т при эквивалентной дозе Нт=1 Зв, а Сω – для всех органов, т.е. . Риск смерти при облучении органа Т в дозе равен: , а при облучении всего тела в дозе Не равен:. Отсюда

; (; )

Физический смысл Не: значение Не соответствует такому уровню равномерного облучения всего тела, при котором суммарный риск rω будет таким же, как и риск rт при средней эквивалентной дозе на орган .

Пример: При облучении щитовидной железы в дозе 2 Зв () риск смерти от рака щитовидной железы rщ. м.=2*5*10-4 (Ст=5*10-4 при Нт=1 Зв)=10-3.

Такой же суммарный риск от рака различных органов может быть реализован при равномерном облучении всего тела rω=CωHe=10-3. Известно, что Cω=1.25*10-2 при Н=1 Зв.

1,25*10-2*Не=10-3→Не=0,08 Зв.

Ионизационный метод регистрации ионизирующих излучений.

Подпись:  
Рис. 24. Вольт-амперная характеристика ионизационной камеры.
Этот метод основан на ионизирующем действии g-квантов и заряженных частиц. Для измерения во всех случаях используется ионизационная камера и регистрирующая система. Электрическое поле между двумя электродами ионизационной камеры, заполненной газом, создаётся от внешнего источника. Излучение вызывает возникновение ионов в газе камеры. Под действием электрического поля на хаотическое движение ионов накладывается движение дрейфа (собирание ионов на соответствующих электродах). В цепи возникает ток, который и регистрируется чувствительным прибором. Если разность потенциалов увеличивать при постоянной интенсивности излучения, то ток вначале увеличивается (рис. 24 (а)) пропорционально приложенной разности потенциалов, а затем его увеличение замедляется до тех пор, пока он не становится постоянным по величине. При очень больших разностях потенциалов ток снова возрастает, пока не наступит пробой (рис. 24 (в)).

На участке «б» скорость движения ионов возрастает (вероятность рекомбинации уменьшается до нуля и все ионы попадают на электроды). При этом ионизационный ток достигает постоянного значения (насыщения) – Iнас. Ионизационные камеры обычно работают в режиме тока насыщения, при котором каждый акт ионизации даёт составляющую тока. По току насыщения определяются интенсивность излучения и количество радиоактивного вещества.

Ионизацию разделяют на объёмную (равномерную по всему объёму, происходящую при нормальном давлении газа под действием b- и g-излучения) и колонную (возникающую при прохождении через газ a-частиц и протонов, а также при высоких давлениях в газе от g- и b-излучений).

В зависимости от назначения ионизационные камеры подразделяют на 2 основные группы:

1) импульсные, предназначенные для измерения числа частиц и их энергии путём регистрации импульсов тока, возникающих в камере при прохождении через неё заряженных частиц;

2) интегрирующие, предназначенные для измерения ионизационного тока, возникающего при прохождении через камеру потока частиц за некоторый интервал времени.

Из определения единицы экспозиционной дозы следует, что при мощности экспозиционной дозы в 1 р/с в 1 см­3 воздуха в 1 с образуется заряд, равный 3,33∙10-10 Кл. Следовательно, ток насыщения в зависимости от мощности экспозиционной дозы (P) можно определить как

Iнас=3,33∙10-10 Pэксп∙Vi (a);

где Vi – ионизационный объём воздуха камеры. Отсюда Pэксп=3∙109 (р/с) и Dэксп=3∙109 (Р).


На главную