ЛЕКЦИЯ 19 ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Дозиметрия (от греч. dosis - доля, порция и metreо - измеряю) ионизирующих излучений – это раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующих излучений на вещества, а также методы и приборы для их измерения.
поглощенная доза: D = Е/ m где D - поглощенная доза (доза излучения), Е – энергия, m – масса тела. Единицей измерения поглощенной дозы в СИ является Гр (грей): 1 Гр =. Эта единица измерения названа в честь английского радиобиолога Грея. Очень распространена внесистемная единица – рад ( rad ): 1 rad = 10-2 Гр = 100 эрг/г. Аббревиатура rad означает “поглощенная доза” ( radiated absorbed dose ).
Мощность поглощённой дозы - отношение поглощенной дозы к времени облучения: Р D = D / t Единица измерения (Гр/с) в СИ, внесистемная единица - рад/с.
Экспозиционная доза оценивается зарядом ионов одного знака, которые образуются в воздухе, окружающем тело, под действием рентгеновского или -излучения. X = Q / m где Q - суммарный заряд всех ионов одного знака, созданный в воздухе под действием излучения в некотором объеме, m – масса воздуха в этом объеме.
Единицей измерения экспозиционной дозы в СИ является Кл/кг. 1 Кл/кг – такая экспозиционная доза, при которой все ионы, образованные фотонами в 1 кг сухого воздуха, несут электрический заряд каждого знака, равный 1 Кл. На практике используется внесистемная единица – рентген ( Р ). Рентген соответсвует заряду, который образуется в 1 см 3 сухого воздуха при 0 0 С и атмосферном давлении 760 мм.рт. ст. образуется 2,08 · 10 9 пар ионов. 1 Р = 2.58 · 10 -4 Кл/кг.
Между экспозиционной и поглощенной дозами имеется прямо пропорциональная зависимость: D = f X где f - коэффициент, который для мягких тканей и для воды равен единице f = 1., если D выражается в rad, а X - в рентгенах. Для воздуха f = 0,88.
Мощность экспозиционной дозы связана с активностью радиоактивного препарата : X / t = K А/ r 2 где K - гамма-постоянная, характерная для данного вида радионуклида, А – активность радионуклида, r – расстояние от источника излучения, на котором измеряется экспозиционная доза, t – время воздействия ионизирующего излучения на объект.
При оценке биологического действия ионизирующих излучений учитываются два обстоятельства: действие различных видов ионизирующего излучения различно, ионизирующие излучения оказывают разное воздействие на разные органы.
Эквивалентная доза оценивает биологическое действие ионизирующего излучения H = D K где К - коэффициент качества (относительная биологическая эффективность). Коэффициент качества К показывает, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского (жесткого) и –излучения при одинаковой поглощенной дозе.
Вид излучения Коэффициент качества рентгеновское (жесткое), – и –излучения 1 рентгеновское (мягкое) 2 нейтроны 3 – 10 ( зависит от энергии нейтрона) протоны 10 -излучение 20
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является Зиверт (Зв). 1 Зв =. Внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рентгена (до 1963 года), хотя больше соответствует раду), 1бэр = 10 -2 Зв. Коэффициент качества – безразмерная величина.
H эф = H где - коэффициент радиационного риска. Измеряется H эф, как и эквивалентная доза, также в Зивертах (Зв).
Вид ткани красный костный мозг 0,12 легкие 0,12 щитовидная железа 0.03 костная ткань 0.03 молочная железа 0.15 яичники или семенники 0.25 остальные органы 0.30 целый организм 1,00
Космические лучи – ионизирующие излучения, приходящие на Землю извне. Радиоактивность недр, почвы, воды, воздуха. Радионуклиды, входящие в состав тела человека (например, 40К). Радиоактивность пищи. Радионуклиды и рентгеновское излучение, используемые в медицинских целях. Излучение в результате техногенных катастроф.
Радиационным фоном называют мощность дозы излучения образованную космическими лучами, радиоактивностью недр, почвы, воды, воздуха и радионуклидами, входящими в состав тела человека. Нормальный радиационный фон 14 мкР/час ( 1.25 мЗв/год, 125 мбэр/год). Предельно допустимым фоном 50 мкР/час ( 5 мЗв/год)
Дозиметрические приборы – это устройства для измерения доз ионизирующего излучения или для величин, связанных с дозами. Бытовой дозиметр. Измеряет гамма и бета излучение. Основан на счётчике Гейгера. Сцинтилляционный дозиметр позволяет измерять альфа излучение.
Виды защиты от ионизирующего излучения: защита временем, расстоянием, материалом.
Из формулы связи экспозиционной дозы и активности радиоактивного препарата X = K Аt/r 2 следует - чем меньше время действия ионизирующего излучения и чем дальше от источника объект (в формуле подразумевается точечный источник), тем меньше опасность его воздействия.
Слабое - излучение может быть поглощено листом бумаги или слоем воздуха в несколько сантиметров. Поток -частиц можно сильно ослабить металлической фольгой из алюминия или оконным стеклом. От рентгеновского и -излучений защищаются материалом из конца таблицы Менделеева (свинец).
Нейтронное излучение требует особо сложной защиты. Сначала быстрые нейтроны замедляют, используя водородосодержащие материалы такие как парафин или вода, т.к. чем меньше скорость частицы, тем вероятнее захват ее атомом или молекулой вещества. Затем, используют материалы, способные поглощать нейтроны : 113 48 Cd + 1 0 n 114 48 Cd
19.апреля. ЛЕКЦИЯ 20 ИЗЛУЧЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА 1. Излучение и поглощение света атомами и молекулами. 2. Энергетические уровни атомов и молекул. 3. Электронные энергетические уровни атомов. 4. Энергетические уровни молекул. 5. Особенности излучения и поглощения энергии атомами и молекулами, формула, связывающая частоту электромагнитного излучения с энергиями стационарных состояний.
