Учебное пособие по курсу Ядерная безопасность для студентов, обучающихся по направлению Ядерная энергетика и теплофизика
 Скачать 5.76 Mb.
|
2.7 Дозы ионизирующих излученийПоглощенная доза В качестве меры радиационного воздействия ионизирующих излучений рассматривают энергию, поглощенную веществом. Поглощенная доза - количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества  .В качестве основной единицы измерения выступает: 1 Гр=1Дж/1кг система СИ (1 Грэй) Название дано по имени английского физика Грэя. Внесистемной единицей измерения поглощенной дозы является 1 рад ( radiation absorbed dose). 1 Гр=100рад, т.е. соотношение как метр и сантиметр. Керма (kinetic energy released in material) Наряду с понятием поглощенной дозы для косвенно ионизирующего излучения (гамма-кванты и нейтроны) используют также понятие Керма. Что это такое? Напишем баланс энергии для некоторого объема вещества:  ,где L – утечка, В – энергия тормозного излучения, D – поглощенная энергия, К – переданная энергия.  Рисунок 2.11 - Изображено падающее -излучение (слева) на шаровой объем L – утечка энергии из объема с вылетающими заряженными частицами. В – уход энергии из объема с тормозным излучением. Если доза (D) характеризует фактически поглощенную энергию, то керма характеризует энергию, переданную косвенно ионизирующим излучением заряженным частицам в пределах данного объема. Часть энергии уйдет из объема с вылетевшими частицами (L), а другая часть с тормозным излучением (В). Единицы измерения для кермы те же. Эквивалентная доза. Коэффициент качества излучения. Для процесса ионизации среды при движении через нее электронов характерно, что пары ионов вдоль траектории (трек) возникают не сплошной дорожкой, а на значительном расстоянии друг от друга, образуя своего рода пунктир. Иная картина характерна для движения тяжелых заряженных частиц - протонов, альфа –частиц, ядер. Они создают гораздо большую плотность ионизации (рис.2.12). Ионизация - число пар ионов на единицу длины пути, оказывается на много порядков больше.  Рисунок 2.12 - Схематическое изображение образования “дорожки” ионов при прохождении заряженной частицы через вещество По современным радиобиологическим представлениям, защитные механизмы организмов, в частности, атомы кислорода, предохраняющие живую ткань от вредных эффектов облучения, лишены возможности действовать внутри трека тяжелой частицы. Поэтому при одной и той же поглощенной дозе радиобиологический эффект оказывается тем выше, чем выше плотность ионизации. Часто в дозиметрии используется величина, называемая линейной передачей энергии (ЛПЭ) – отношение энергии dE, переданной движущейся заряженной частицей среде на расстоянии dl, к этому расстоянию  Чем больше ЛПЭ, тем значительнее биологическое действие излучения. Для количественной оценки этого влияния потребовалось ввести специальный коэффициент, называемый относительной биологической эффективностью, или коэффициентом качества излучения. ОБЭ или КК какого-либо излучения - численный коэффициент, который равен отношению поглощенной дозы эталонного излучения, вызывающего определенный радиобиологический эффект, к поглощенной дозе рассматриваемого излучения, вызывающего тот же биологический эффект. Таким образом возникло понятие эквивалентной дозы:  Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является 1 Зв (Зиверт). Внесистемной единицей является 1 бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв=100 бэр (Рольф Зиверт, шведский радиолог, основатель МКРЗ). Коэффициенты качества, принятые для различных видов излучения являются следующими: КК = 1 для и излучения; КК = 10 для быстрых нейтронов и протонов; КК = 3 для тепловых нейтронов; КК = 20 для и тяжелых ядер. Кроме понятия дозы используют мощности дозы, определяемой как величина дозы, получаемая в единицу времени:  Экспозиционная доза. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением. В качестве меры поля излучения многие годы применяли результат измерения ионизации воздуха. Единицей таких измерений условились считать количество пар ионов, которое излучение образует в 1 см3 воздуха при атмосферном давлении и при обычной комнатной температуре 18 град. За единицу был принят рентген - соответствует 2∙109 пар ионов/см3 (эту разновидность дозы называют экспозиционной). Доза в 1Р накапливается за один час на расстоянии 1м от источника радия массой 1г, т .е. активностью в 1 Кu. Для мягких тканей в поле рентгеновского или -излучения поглощенная доза в 1 рад примерно соответствует 1Р, точнее 1Р = 0.88 рад. |