Выявление ионизирующего излучения и количественная оценка уровня радиации называется дозиметрией. Для количественной оценки уровня радиации введено понятие дозы излучения. В радиологии определяют следующие категории дозы ионизирующего излучения:
1) экспозиционная доза – это общее количество падающей на объект энергии излучения . измеряется по ионизации воздуха. В СИ измеряется в Кл/кг (при такой дозе излучения в 1 кг воздуха образуются ионы, несущие заряд равный 1 кулону). Внесистемной единицей измерения является Рентген (р). 1 Кл/кг = 3876 р.
2) поглощенная доза – количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы объекта за все время облучения . не отражает биологический эффект облучения. В СИ измеряется в Грей (Гр) (при такой дозе 1 кг облученного вещества поглощает 1 Дж энергии). Внесистемной единицей измерения является рад (англ. radiation absorbed dose). 1 Гр = 100 рад. О величине поглощенной дозы можно судить по величине экспозиционной дозы. Дпогл = Дэксп х 0,95, отсюда 1 рад» 1 р
3) эквивалентная доза – доза внешнего жесткого рентгеновского излучения, которой соответствует по биологическому эффекту рассматриваемый вариант излучения . отражает биологический эффект излучения. В СИ измеряется в Зиверт (Зв). Внесистемной единицей измерения является бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 Зв = 100 бэр. Дэкв=Дпогл х WR.
WR для рентгеновских лучей, b, g – излучения = 1.
WR для быстрых нейтронов = 10 . WR для a-частиц = 20.
4) эффективная доза – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Разные органы имеют различную чувствительность к радиационному воздействию: например, при одинаковой дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Эффективная эквивалентная доза рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма. Единица эффективной дозы – Зиверт.
Дэфф = å Дэкв х WТ. WТ для органов и тканей: гонады = 0,2 . красный костный мозг = 0,12 . щитовидная железа = 0,05 . кожа = 0,01.
Таблица 3
Основные дозиметрические величины и единицы их измерения
| Дозиметрическая величина | Единица, её наименование и обозначение | Соотношение единиц | |
| Внесистемная | СИ | ||
| Экспозиционная доза | Рентген (Р) | Кулон на килограмм (Кл/кг) | 1 Кл/кг = 3876 Р |
| Мощность экспозиционной дозы | Рентген в час (Р/час) | Ампер на килограмм (А/кг) | 1 А/кг = 1,4х107 Р/час |
| Поглощённая доза | Рад (рад) | Грей (Гр) | 1 Гр = 100 рад |
| Мощность поглощённой дозы | Рад в час (рад/час) | Грей в секунду (Гр/с) | 1 Гр/с = 3,6х105 рад/час |
| Эквивалентная доза | Бэр (бэр) | Зиверт (Зв) | 1 Зв = 100 бэр |
| Мощность эквивалентной дозы | Бэр в год (бэр/год) . Зиверт в год (Зв/год) | Зиверт в секунду (Зв/с) | 1 Зв/с = 3,15х109бэр/год |
5) коллективная эффективная доза – сумма эффективных доз, полученных всеми членами коллектива . равна сумме индивидуальных эффективных доз. Измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).
Мощность дозы излучения (уровень радиации) – это доза, регистрируемая за единицу времени. Она характеризует интенсивность лучевого воздействия.
Методы дозиметрии:
1. Ионизационный метод основан на способности ионов, образующихся под воздействием ионизирующего излучения, к направленному движению в электрическом поле. Такое поле может создаваться с помощью ионизационной камеры и газоразрядного счетчика.
Ионизационная камера – это ёмкость с двумя изолированными электродами, заполненная воздухом. Попадая в камеру, ионизирующее излучение вызывает образование ионов, которые под воздействием электрического поля направленно движутся к электродам. В камере возникает электрический ток, сила которого пропорциональна дозе ионизирующего излучения.
Газоразрядный счетчик – трубка, заполненная смесью инертных газов с галогенами (бромом) с высоким напряжением между катодом (корпус трубки) и анодом (металлическая нить в центре трубки). Образующиеся в этих условиях ионы обладают высокой кинетической энергией и способны при направленном движении выбивать электроны из молекул газа – эффект вторичной ионизации. К аноду подходит «лавина» электронов, что фиксируется в виде электрического импульса или преобразуется в постоянный электрический ток.
2. Люминисцентный метод основан на способности некоторых веществ накапливать энергию ионизирующего излучения, а затем выделять ее в виде световых вспышек после дополнительного воздействия с помощью ультрафиолетового облучения или высокой температуры. В зависимости от вида воздействия различают:
— фотолюминисцентный метод – при освещении ультрафиолетовым облучением алюмофосфатного стекла, активированного серебром возникают световые вспышки, интенсивность которых пропорциональна полученной дозе ионизирующего излучения и измеряется с помощью фотоумножителя .
— термолюминисцентный метод – при нагревании таблеток фторида лития или фторида кальция возникают световые вспышки, интенсивность которых пропорциональна полученной дозе ионизирующего излучения и измеряется с помощью фотоумножителя.
3) Сцинтилляционный метод основан на том, что некоторые вещества (сернистый цинк, фосфор и другие) при взаимодействии с ионизирующим излучением начинают светиться. Возникающие световые вспышки (сцинтилляции) регистрируются с помощью фотоумножителя.
4) Химический метод основан на свойстве ионизирующего излучения вызывать изменение химического состава некоторых веществ. Например, нитраты превращаются в нитриты, которые в присутствии реактива образуют окрашенное соединение. Интенсивность окрашивания определяется с помощью колориметра.
Приборы, предназначенные для измерения дозы облучения внешним источником, называются дозиметрическими, которые по своему назначению подразделяются на следующие основные типы:
— индикаторы, например ДП-64 и т.д. Их применяют для выявления радиоактивного загрязнения местности .
— рентгенометры-радиометры ДП-3Б, ДП-5В (А,Б) и т.д. Они определяют уровни радиации на местности и загрязненность различных объектов и поверхностей радиоактивными веществами .
— дозиметры ИД-1, ИД-11, ДКП-50, ДП-70М, ДПГ-03 и т.д. Они предназначены для определения индивидуальных доз облучения.
Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для постоянного радиационного наблюдения и оповещения о радиоактивном загрязнении местности. Работает в следящем режиме и обеспечивает звуковую и световую сигнализацию при достижении уровня гамма-радиации 0,2 р/ч.
Рентгенометр ДП-3Б предназначендля измерения уровня радиации на местности от 0,1 до 500 р/ч при проведении радиационной разведки. Устанавливается на подвижных объектах (автомобили, вертолеты, катера).
Рентгенометр-радиометр ДП-5В (А,Б) предназначендля измерения уровня радиации на местности от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч, а также для измерения степени радиоактивного заражения одежды, кожных покровов, воды, продовольствия, техники, медико-санитарного имущества от 0,05 до 5000 мР/ч.
Химический дозиметр ДП-70М предназначен для измерения индивидуальной дозы гамма или нейтронного облучения людей от 50 до 800 рад.
Комплект измерителей дозы ИД-1 (прямопоказывающий) предназначен для измерения поглощенных доз облучения людей гамма-лучами и нейтронным потоком от 20 до 500 рад. В состав комплекта входят 10 индивидуальных дозиметров и зарядное устройство. Метод дозиметрии – ионизационный.
Комплект ИД-11 предназначен для измерения поглощенной дозы гамма- и нейтронного облучения людей от 10 до 1500 рад. Метод дозиметрии – фотолюминесцентный.
Комплект ДПГ-03 предназначен для измерения поглощенной дозы гамма-излучения от 0,1 до 999 рад. Метод дозиметрии – термолюминесцентный.
Дозиметр карманный прямопоказывающий ДКП-50 предназначен для измерения доз гамма-излучения в диапазоне от 2 до 50 рад при уровнях радиации от 0,5 до 200 р/ч. Метод дозиметрии – ионизационный.
