logo search
II курс методички / физика / физика лаб

2. Единицы дозиметрии

Действие гамма- и других видов ионизирующих излучений оценивается д о з о й и з л у ч е н и я. Д - отношение энергии излучения к массе облучаемого вещества. Единицей дозы излучения является 1 Дж/кг: доза излучения, при которой массе 1 кг облученного вещества передается энергия 1 Дж, называется г р е й (Гр).

Внесистемной единицей измерения дозы служит рад (рад): 1 рад = 10-2 Дж/кг.

Мощностью N дозы излучения называется величина, равная отношению излучения Д ко времени:

N = Д/t

(1)

единицей мощности дозы является ватт на кг (Вт/кг = Гр/с).

Энергетической характеристикой излучения является э к с п о з и ц и о н н а я д о з а излучения Дэ - величина, равная отношению суммы электрических зарядов ионов одного знака, созданных электронами, освободившимся в облученном воздухе при полном использовании ионизирующей способности электронов к массе этого воздуха. В СИ дозу излучения измеряют в кулонах на килограмм (Кл/кг).

Если суммарный заряд ионов одного знака, образованных излучением в 1 кг воздуха, равен 1 Кл, то доза излучения равна 1Кл/ кг. Внесистемной единицей Дэ - экспозиционной дозы является р е н т г е н (Р): 1 Р = 2,58  10-4 Кл/кг. Рентген соответствует экспозиционной дозе, при которой в 1 см3 сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении образуется 2,08  109 пар одновалентных ионов. Это соответствует тому, что суммарный заряд ионов одного знака равен 1 ед СГСЭ.

Мощность экспозиционной дозы N =ДЭ/t измеряется в амперах на кг (А/кг) - мощность экспозиционной дозы фотонного излучения, при которой за время в 1 с экспозиционная доза возрастает на 1 Кл/кг.

Внесистемные единицы мощности экспозиционной дозы: а) рентген в секунду (Р/с): 1 Р/с = 2,58  10-4 А/кг; б) рентген в минуту (Р/мин): 1 Р/мин = 4,30  10-6 А/кг; в) рентген в час (Р/ч): 1 Р/ч = 7,17  10-8 А/кг.

Физический эквивалент рентгена - ФЭР - доза корпускулярного облучения ( и  - частицами, нейтронами), соответствующая такому же поглощению энергии в 1 кг облучаемого вещества, что и при дозе в 1 Р для рентгеновского и гамма-излучения.

Для рентгеновского и гамма-излучения в случае воздуха 1 ФЭР совпадает с 1 рентгеном.

Однако, если объектом излучения является биологическая ткань, то при дозе в 1 рентген поглощается большая энергия, чем при дозе в 1 ФЭР. Следовательно, в общем случае 1 ФЭР и 1 Р - не одно и то же.

Как указывалось, единицей поглощенной дозы служит 1 рад. Между 1 ФЭР и

1 рад имеется следующая связь:

1 ФЭР = 0,84 рад.

Так как различие между 1 ФЭР и 1 рад невелико, то на практике часто значение дозы, выраженное в радах, приравнивают к значению дозы, выраженному в ферах, а при облучении организма рентгеновскими или  - лучами - выраженной в рентгенах.

Для целей повседневной дозиметрии такое приближение вполне достаточно.

Воздействия на организм излучений различной природы при одной и той же дозе До неодинаковы. Поэтому для оценки опасности излучения вводят коэффициент К относительно биологической активности. Для рентгеновских лучей,  - лучей и электронов К = 1; для медленных нейтронов К = 5; для быстрых нейтронов и  -частиц К = 10 и т.д. Практически важно знать так называекмую биологическую дозу облучения Дб, которая определяется следующим образом:

Дб = КД0

(2)

Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год биологическую дозу около 2,5  10-5 Кл/кг. Международная комиссия по радиационной защите установила для лиц, работающих с излучением, предельно допустимую за год дозу 1,3  10-3 Кл/кг. Биологическая доза в 0,15 Кл/кг, полученная за короткое время, является смертельной.

Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы излучения служит биологический эквивалент рентгена (БЭР): 1 БЭР = 0,01 Дж/кг.

Доза (в БЭР) = доза (в рад ) .К

(3)

В СИ единицей эквивалентной дозы служит Зиверт (Дж/кг): 1 зиверт = 1 грей  К, для гамма- лучей К = 1

1 зиверт = 100 БЭР

(4)