دوز تشعشع در چه واحدهایی است. چگونه تشعشع اندازه گیری می شود: تابش پس زمینه و دوز تشعشع

عمل پرتوهای یونیزان یک فرآیند پیچیده است. اثر تابش به میزان دوز جذب شده، قدرت آن، نوع تابش و حجم تابش بافت ها و اندام ها بستگی دارد. برای ارزیابی کمی آن، واحدهای ویژه ای معرفی شده است که در سیستم SI به واحدهای غیر سیستمی و واحدهای تقسیم می شوند. در حال حاضر، واحدهای SI عمدتا استفاده می شوند. در زیر (در جدول 1.) لیستی از واحدهای اندازه گیری کمیت های رادیولوژیکی و مقایسه واحدهای SI و واحدهای غیر SI آمده است.

میز 1.

مقادیر و واحدهای رادیولوژیکی پایه
ارزش	نام و نام واحد اندازه گیری	روابط بین واحدها
خارج از سیستم
فعالیت هسته ای، A	کوری (Ci, Ci)	بکرل (Bq, Bq)	1 Ci = 3.7 * 1010Bq1 Bq = 1 گسترش در ثانیه 1 Bq=2.7*10-11Ci
دوز مواجهه، X	اشعه ایکس (P, R)	کولن/کیلوگرم (C/kg، C/kg)	1 R=2.58*10-4 C/kg1 C/kg=3.88*103 R
دوز جذب شده، D	خوشحالم (راد، راد)	خاکستری (Gy, Gy)	1 rad-10-2 Gy1 Gy=1 J/kg
دوز معادل، N	رم (رم، رم)	Sievert (Sv, Sv)	1 رم = 10-2 Sv 1 Sv = 100 رم
دوز پرتو یکپارچه	راد گرم (راد*گرم، راد*گرم)	کیلوگرم خاکستری (گری*کیلوگرم، گری*کیلوگرم)	1 راد * گرم = 10-5 گری * کیلوگرم 1 گری * کیلوگرم = 105 راد * گرم

برای توصیف اثر تشعشعات یونیزان بر روی یک ماده، از مفاهیم و واحدهای اندازه گیری زیر استفاده می شود:

فعالیت رادیونوکلئیدی در منبع (A). فعالیت برابر است با نسبت تعداد دگرگونی های هسته ای خود به خود در این منبع در یک بازه زمانی کوچک (dN) به مقدار این بازه (dt):

واحد فعالیت SI بکرل (Bq) است.

واحد خارج از سیستم کوری (Ci) است.

طبق قانون، تعداد هسته های رادیواکتیو N(t) یک ایزوتوپ معین با گذشت زمان کاهش می یابد:

N(t) = N0 exp(-tln2 / T1/2) = N0 exp(-0.693t / T1/2)

که در آن No تعداد هسته های رادیواکتیو در زمان t = 0 است، نیمه عمر T1/2 زمانی است که در طی آن نیمی از هسته های رادیواکتیو تجزیه می شوند.

جرم m یک رادیونوکلئید با فعالیت A را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

m = 2.4 * 10-24M T1/2A

که در آن M عدد جرمی رادیونوکلئید، A فعالیت در بکرل، T1/2 نیمه عمر بر حسب ثانیه است. وزن بر حسب گرم داده می شود. دوز قرار گرفتن در معرض (X). به عنوان یک معیار کمی برای اشعه ایکس و تابش، مرسوم است که در واحدهای غیر سیستمی از دوز نوردهی تعیین شده توسط بار ذرات ثانویه (dQ) تشکیل شده در جرم یک ماده (dm) با کاهش سرعت کامل استفاده شود. ذرات باردار:

واحد دوز نوردهی رونتگن (R) است. اشعه ایکس دوز نوردهی اشعه ایکس و - اشعه است که در 1 سی سی هوا در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه ایجاد می کند. بار کل یونهای هم علامت در یک واحد الکترواستاتیک مقدار الکتریسیته.

دوز قرار گرفتن در معرض 1 Р مربوط به 2.08 * 109 جفت یون است (2.08 * 109 = 1 / (4.8 * 10-10)). اگر انرژی متوسط ​​تشکیل 1 جفت یون در هوا را برابر با 33.85 eV در نظر بگیریم، در یک دز نوردهی 1 R، انرژی برابر با:

(2.08*109)*33.85*(1.6*10-12) = 0.113 erg,

و یک گرم هوا:

0.113 / هوا = 0.113 / 0.001293 = 87.3 erg.

جذب انرژی تشعشعات یونیزان فرآیند اولیه ای است که باعث ایجاد توالی دگرگونی های فیزیکوشیمیایی در بافت تحت تابش می شود که منجر به اثر تشعشع مشاهده شده می شود. بنابراین طبیعی است که اثر مشاهده شده را با مقدار انرژی جذب شده یا دوز جذب شده مقایسه کنیم.

دوز جذب شده (D) کمیت دزیمتری اصلی است. برابر است با نسبت انرژی متوسط ​​dE که توسط تشعشعات یونیزان به ماده ای در حجم اولیه منتقل می شود، به جرم dm ماده در این حجم:

واحد دوز جذب شده خاکستری (Gy) است. واحد غیر سیستمی Rad به عنوان دوز جذبی هر پرتوهای یونیزان برابر با 100 ارگ در هر 1 گرم ماده تابیده شده تعریف شد.

دوز معادل (N). برای ارزیابی آسیب احتمالی به سلامت انسان در شرایط قرار گرفتن در معرض مزمن در زمینه ایمنی پرتو، مفهوم دوز معادل H معرفی شده است که برابر است با حاصلضرب دوز جذب شده Dr ایجاد شده توسط قرار گرفتن در معرض - r و میانگین آن در بیش از اندام یا در سراسر بدن، با فاکتور وزن wr (که تابش فاکتور کیفیت نیز نامیده می شود) تجزیه و تحلیل شد (جدول 2).

واحد دوز معادل ژول بر کیلوگرم است. نام خاص آن Sievert (Sv) است.

جدول 2.

عوامل وزن تشعشع
نوع تابش و محدوده انرژی	ضرب کننده وزن
فوتون های همه انرژی ها
الکترون ها و میون های همه انرژی ها
نوترون های با انرژی< 10 КэВ
نوترون از 10 تا 100 کو
نوترون از 100 کو ولت تا 2 مگا ولت
نوترون از 2 مگا ولت تا 20 مگا ولت
نوترون ها > 20 مگا ولت
پروتون های با انرژی > 2 مگا الکترون ولت (به جز پروتون های پس زدن)
ذرات، قطعات شکافت و دیگر هسته های سنگین

اثر تابش ناهموار است. برای ارزیابی آسیب به سلامت انسان به دلیل ماهیت متفاوت اثر تابش بر اندام های مختلف (در شرایط تابش یکنواخت کل بدن)، مفهوم دوز معادل موثر Eff معرفی شده است که در ارزیابی احتمالی استفاده می شود. اثرات تصادفی - نئوپلاسم های بدخیم.

دوز مؤثر برابر است با مجموع دوزهای معادل وزنی در تمام اندام ها و بافت ها:

که در آن wt فاکتور وزن بافت است (جدول 3) و Ht دوز معادل جذب شده در بافت - t است. واحد دوز معادل موثر Sievert است.

جدول 3

دوز معادل موثر جمعی. برای ارزیابی آسیب به سلامت پرسنل و مردم از اثرات تصادفی ناشی از عمل پرتوهای یونیزان، از دوز معادل موثر جمعی S استفاده می‌شود که به صورت زیر تعریف می‌شود:

که در آن N(E) تعداد افرادی است که دوز معادل موثر فردی E را دریافت کرده اند. واحد S مرد-سیورت (man-Sv) است.

رادیونوکلئیدها - اتمهای رادیواکتیو با عدد جرمی و عدد اتمی معین و برای اتمهای ایزومر - با یک حالت انرژی خاص هسته اتم. رادیونوکلئیدها (و هسته های غیر رادیواکتیو) یک عنصر را ایزوتوپ های آن می نامند.

علاوه بر مقادیر فوق، برای مقایسه میزان آسیب تشعشع به یک ماده در مواجهه با ذرات یونیزه کننده مختلف با انرژی های مختلف، از مقدار انتقال انرژی خطی (LET) نیز استفاده می شود که با این رابطه تعیین می شود:

که در آن انرژی متوسط ​​به طور محلی توسط ذره یونیزه کننده به دلیل برخورد در مسیر ابتدایی dl به محیط منتقل می شود. انرژی آستانه معمولاً به انرژی یک الکترون اشاره دارد. اگر در عمل برخورد ذره باردار اولیه یک -الکترون با انرژی بالاتر تشکیل دهد، این انرژی در مقدار dE لحاظ نمی شود و الکترون های دارای انرژی بیشتر به عنوان ذرات اولیه مستقل در نظر گرفته می شوند.

انتخاب انرژی آستانه دلخواه است و به شرایط خاصی بستگی دارد.

از این تعریف به دست می آید که انتقال انرژی خطی نوعی آنالوگ از قدرت توقف ماده است. با این حال، بین این مقادیر تفاوت وجود دارد. این شامل موارد زیر است:

• 1. LET شامل انرژی تبدیل شده به فوتون نمی شود. تلفات تشعشع
• 2. در یک آستانه معین، LET شامل انرژی جنبشی ذرات بیش از حد نمی شود.

اگر بتوان از تلفات bremsstrahlung چشم پوشی کرد، مقادیر LET و قدرت توقف یکسان است.

دزیمتر اشعه یونیزان

جدول 4

با بزرگی انتقال انرژی خطی، می توانید ضریب وزنی این نوع تابش را تعیین کنید (جدول 5).

جدول 5

حداکثر دوز مجاز تابش طبق NRB-99

در رابطه با مواجهه، جمعیت به 3 دسته تقسیم می شود:

رده B از افراد در معرض یا بخش محدودی از جمعیت - افرادی که مستقیماً با منابع پرتوهای یونیزان کار نمی کنند، اما به دلیل شرایط سکونت یا محل کار ممکن است در معرض پرتوهای یونیزان قرار گیرند.

• - حدود دوز پایه (PD) ارائه شده در جدول 6.
• - سطوح مجاز قرار گرفتن در معرض تک فاکتوریال (برای یک رادیونوکلئید، مسیر ورود یا یک نوع قرار گرفتن در معرض خارجی)، که از حدود دوز اصلی مشتق شده است: محدودیت‌های مصرف سالانه (GWP)، فعالیت‌های حجم متوسط ​​سالانه مجاز (ADV)، میانگین سالانه خاص. فعالیت ها (ARS) و دیگران؛
• - سطوح کنترل (دوزها، سطوح، فعالیت ها، چگالی شار و غیره). مقادیر آنها باید سطح ایمنی تشعشع به دست آمده در سازمان را در نظر گرفته و شرایطی را فراهم کند که تحت آن تأثیر تشعشع کمتر از حد مجاز باشد.

جدول 6 حدود دوز پایه

یادداشت:

• * تابش همزمان تا حدود مشخص شده برای همه مقادیر نرمال شده مجاز است.
• ** حدود دوز اصلی و همچنین سایر سطوح مجاز قرار گرفتن در معرض برای پرسنل گروه B، برابر با 1/4 مقادیر برای پرسنل گروه A است. در ادامه متن، تمام مقادیر استاندارد برای دسته پرسنل فقط برای گروه A داده شده است.
• *** به دوز در عمق 300 میلی گرم بر سانتی متر مربع اشاره دارد.
• **** به مقدار متوسط ​​مساحت I cm2 در لایه پایه پوست با ضخامت 5 mg/cm2 زیر لایه پوششی با ضخامت 5 mg/cm2 اشاره دارد. در کف دست ها ضخامت لایه پوششی 40 میلی گرم بر سانتی متر مربع است. حد مشخص شده امکان قرار گرفتن در معرض کل پوست انسان را فراهم می کند، مشروط بر اینکه در میانگین نوردهی هر منطقه 1 سانتی متر مربعی از پوست، از این حد تجاوز نکند. حد دوز برای تابش پوست صورت تضمین می کند که از حد دوز ذرات بتا برای لنز تجاوز نمی شود.

حدود دوز قرار گرفتن در معرض اولیه شامل دوزهای ناشی از قرار گرفتن در معرض طبیعی و پزشکی و همچنین دوزهای ناشی از حوادث پرتویی نمی شود. این نوع قرار گرفتن در معرض محدودیت های خاصی است.

دوز موثر برای پرسنل نباید از 1000 mSv برای دوره فعالیت زایمان (50 سال) و 70 mSv برای جمعیت برای دوره زندگی (70 سال) تجاوز کند. شروع دوره ها از 1 ژانویه 2000 معرفی شده است.

با قرار گرفتن همزمان فرد در معرض منابع مواجهه خارجی و داخلی، دوز موثر سالانه نباید از حد دوز تعیین شده در جدول تجاوز کند. 6.

سه گروه از اندام های بحرانی وجود دارد:

• گروه 1 - کل بدن، غدد جنسی و مغز استخوان قرمز؛
• گروه 2 - ماهیچه ها، غده تیروئید، بافت چربی، کبد، کلیه ها، طحال، دستگاه گوارش، ریه ها، عدسی چشم و سایر اندام ها، به استثنای آنهایی که متعلق به گروه های 1 و 3 هستند.
• گروه 3 - پوست، بافت استخوانی، دست، ساعد، ساق پا و پا.

محدودیت های مواجهه با دوز برای دسته های مختلف افراد در جدول 7 آورده شده است.

جدول 7

علاوه بر محدودیت های دوز اصلی، استانداردهای مشتق و سطوح مرجع برای ارزیابی اثر تابش استفاده می شود. استانداردها با در نظر گرفتن عدم تجاوز از حد دوز SDA (حداکثر دوز مجاز) و PD (محدودیت دوز) محاسبه می شوند. محاسبه محتوای مجاز یک رادیونوکلئید در بدن با در نظر گرفتن سمیت رادیویی آن و عدم تجاوز از SDA در اندام حیاتی انجام می شود. سطوح مرجع باید سطوح مواجهه را تا حدی که بتوان به دست آورد و در عین حال محدودیت های دوز پایه را رعایت کرد، فراهم آورد.

• - حداکثر مصرف مجاز سالانه MAP رادیونوکلئید از طریق سیستم تنفسی.
• - محتوای مجاز رادیونوکلئید در اندام حیاتی DSA.
• - میزان دوز مجاز تابش DMDA؛
• - چگالی شار مجاز ذرات DPPA؛
• - فعالیت حجمی مجاز (غلظت) رادیونوکلئید در هوای منطقه کاری فضاپیما.
• - آلودگی مجاز پوست، لباس و سطوح کار DZA.

• - حد مصرف سالانه GWP رادیونوکلئید از طریق اندام های تنفسی یا گوارشی.
• - فعالیت حجمی مجاز (غلظت) رادیونوکلئید DCS در هوا و آب اتمسفر.
• - میزان دوز مجاز DMDB؛
• - DPPB چگالی شار ذرات مجاز؛
• - آلودگی مجاز پوست، لباس و سطوح به DZB.

مقادیر عددی سطوح مجاز به طور کامل در "استانداردهای ایمنی تابشی" موجود است.

2ویژگی های ابزار اندازه گیری DKS-101

دزیمتر جهانی (از این پس دزیمتر نامیده می شود) برای اندازه گیری مطلق دوز جذب شده و معادل و میزان دوز جذب شده و معادل برای طیف گسترده ای از انرژی های تابش فوتون و الکترون، اندازه گیری دقیق میدان های دوز پرتوهای یونیزان از پزشکی در نظر گرفته شده است. و دستگاه ها و دستگاه های صنعتی.

دستگاه را می توان برای مطالعات دزیمتری و فیزیکی در شرایط آزمایشگاهی و تولیدی از جمله استفاده کرد. برای تایید تجهیزات دزیمتری، تایید اتاق های اشعه ایکس و تاسیسات صنعتی اشعه ایکس و الکترونیک و غیره.

دزیمتر را می توان به عنوان استاندارد کاری دسته 1 یا 2 تایید کرد.

دزیمتر زمانی که دمای محیط از 10+ تا 40+ و در شرایط رطوبت نسبی تا 80 درصد در 30+ بدون تراکم رطوبت، فشار اتمسفر از 84 تا 106.7 کیلو پاسکال (از 630 تا 800 میلی‌متر جیوه. .

به درخواست مشتری با محفظه های یونیزاسیون، منابع کنترل و فانتوم آب تکمیل می شود.

این شامل یک واحد الکترومتری با یک منبع ولتاژ بالا کنترل شده داخلی و یک کامپیوتر شخصی است.

سیستم های خود عیب یابی داخلی، مجموعه ای از توابع برای پردازش ریاضی و ثبت نتایج اندازه گیری، نرم افزار در محیط Windows98 سهولت استفاده و طیف گسترده ای از توابع خدمات را فراهم می کند.

جزییات فنی

دزیمتر انواع اندازه‌گیری‌های زیر را ارائه می‌کند: دوز جذب شده در آب (Gy)، دوز معادل (Sv)، نرخ‌های دوز مربوطه، شارژ (C)، جریان (A) (خطاهای اندازه‌گیری جریان و بار استاندارد نیستند). هنگامی که به آستانه های از پیش تعیین شده برای دوز و زمان رسید، دزیمتر دارای توقف خودکار اندازه گیری است. اطمینان از اندازه گیری کرم هوا (Gy)، دوز نوردهی (P) و میزان دوز مربوطه به درخواست مشتری قابل انجام است.

وضوح دیجیتال، پایداری صفر، محدوده ولتاژ منبع ولتاژ بالا و حداکثر زمان اندازه گیری دزیمتر در جدول 2.1 آورده شده است.

جدول 2.1

دزیمتر دارای محدوده های اندازه گیری است که در جدول 2.2 نشان داده شده است.

جدول 2.2

سطح پس زمینه خود دزیمتر.

پس از زمان ایجاد حالت کار (بدون اتصال محفظه یونیزاسیون) بیش از 510-15 A.

برای 8 ساعت کار مداوم پس از زمان برقراری حالت عملکرد (بدون اتصال محفظه یونیزاسیون) حداکثر 110-14 A.

از قرائت در شرایط عادی (بدون اتصال محفظه یونیزاسیون) هنگامی که دما در محدوده دمای عملیاتی از +10 تا +40 درجه سانتیگراد تغییر می کند، بیش از 210-14 A.

از قرائت در شرایط عادی (بدون اتصال محفظه یونیزاسیون) با تغییر رطوبت نسبی هوا تا 80٪ در دمای 30 درجه سانتیگراد، بیش از 110-14 A.

ناپایداری قرائت های دزیمتر برای 8 ساعت کار مداوم پس از زمان برقراری حالت عملیاتی در محدوده حساس اندازه گیری MTD (انتگرال MTD و PD) بیش از 0.2٪ نیست.

زمان ایجاد نشانه ها بیشتر از:

• 100 ثانیه - در محدوده حساس؛
• 10 ثانیه - روی باندهای دیگر.

حدود خطای اندازه گیری اضافی مجاز عبارتند از:

از قرائت در شرایط عادی هنگامی که دما در محدوده دمای عملیاتی از +10 تا +40 درجه سانتیگراد تغییر می کند هنگام اندازه گیری MPD (انتگرال MPD و PD) - 0.2٪.

از قرائت در شرایط عادی با تغییر در رطوبت نسبی هوا تا 80٪ در دمای 30 درجه سانتیگراد هنگام اندازه گیری MPD (انتگرال MPD و PD) - 0.2٪.

از قرائت در شرایط عادی کار در یک میدان مغناطیسی ثابت با قدرت بیش از 400 A / m هنگام اندازه گیری MPD (انتگرال MPD و PD) - 0.2٪.

دزیمتر از یک شبکه جریان متناوب تک فاز با فرکانس 50 هرتز 1 هرتز، محتوای هارمونیک تا 5 درصد و ولتاژ نامی 220 ولت با تلرانس 15- تا 10 درصد تغذیه می شود.

توان مصرفی از شبکه برق توسط واحد الکترومتری در ولتاژ منبع تغذیه نامی بیش از 4 VA نیست.

عایق بین بدنه یونیت الکترومتری و کنتاکت های دوشاخه کابل برق ولتاژ تست DC 4000 ولت را به مدت 1 دقیقه بدون خرابی تحمل می کند.مقاومت عایق مدارهای فوق در شرایط عادی حداقل 20 مگا اهم می باشد.

MTBF حداقل 3000 ساعت.

میانگین عمر سرویس حداقل 6 سال است.

اجرای بلوک الکترومتری IP30C (طبق GOST 14254-96).

ابعاد کلی و وزن نصب در جدول آورده شده است. 2.3.

جدول 2.3

نوع نسخه آب و هوایی دزیمتر B1 GOST 12997-84.

دزیمتر زمانی که دمای محیط از 10+ تا 40 درجه سانتی گراد تغییر می کند و در شرایط رطوبت نسبی تا 80 درصد در دمای 30+ درجه سانتی گراد بدون تراکم رطوبت، فشار اتمسفر از 84 تا 106.7 کیلو پاسکال (از 630 تا 800 میلی متر جیوه) به طور پایدار کار می کند. .

واحد الکترومتریک دارای استحکام مکانیکی مطابق با الزامات محصولات گروه L1 GOST 12997-84 است.

واحدهای اندازه گیری آنها ظاهر شد. به عنوان مثال: اشعه ایکس، کوری. اما آنها توسط هیچ سیستمی به هم متصل نبودند و به همین دلیل به آنها واحدهای غیر سیستمی می گویند. در سراسر جهان اکنون یک سیستم واحد اندازه گیری وجود دارد - SI (سیستم بین المللی). در کشور ما، از 1 ژانویه 1982 اجباری اعمال می شود. تا 1 ژانویه 1990، این انتقال باید تکمیل می شد. اما به دلیل مشکلات اقتصادی و سایر مشکلات، این روند به تاخیر می افتد. با این حال، تمام تجهیزات جدید، از جمله دزیمتری، به عنوان یک قاعده، در واحدهای جدید کالیبره می شوند.

واحدهای رادیواکتیویتهواحد فعالیت یک تبدیل هسته ای در ثانیه است. برای مقاصد اختصاری، از یک اصطلاح ساده تر استفاده می شود - یک فروپاشی در ثانیه (disp. / s) در سیستم SI، این واحد بکرل (Bq) نامیده می شود. تا همین اواخر، در عمل پایش تشعشعات، از جمله در چرنوبیل، یک واحد فعالیت خارج از سیستم، کوری (Ci) به طور گسترده استفاده می شد. یک کوری 3.7.10 10 فروپاشی در ثانیه است.

غلظت یک ماده رادیواکتیو معمولاً با غلظت فعالیت آن مشخص می شود. در واحدهای فعالیت در واحد جرم بیان می شود: Ci/t، mCi/g، kBq/kg و غیره. (فعالیت خاص). در واحد حجم: Ci / m 3، mCi / l، Bq / cm 3 و غیره. (غلظت حجمی) یا در واحد سطح: Ci / km 2، mCi / cm 2، Bq / m 2 و غیره.

نرخ دوز (نرخ دوز جذبی)- افزایش دوز در واحد زمان. با سرعت تجمع دوز مشخص می شود و می تواند در طول زمان افزایش یا کاهش یابد. واحد آن در سیستم C خاکستری بر ثانیه است. این قدرت دز جذب شده تابش است که در 1 ثانیه دز تابشی 1 گری در ماده ایجاد می شود.

در عمل، برای ارزیابی دوز تابش جذب شده، یک واحد خارج از سیستم نرخ دوز جذب شده هنوز به طور گسترده استفاده می شود - راد در ساعت (rad/h) یا راد در ثانیه (rad/s). 1 گری = 100 راد.

معادل دوز- این مفهوم برای محاسبه کمی اثرات بیولوژیکی نامطلوب انواع مختلف تشعشع معرفی شد. با فرمول D eq = Q تعیین می شود. D، جایی که D دز جذب شده یک نوع پرتو مشخص است، Q فاکتور کیفیت تابش است، که برای انواع مختلف پرتوهای یونیزان با ترکیب طیفی ناشناخته برای اشعه ایکس و گاما - 1، برای تابش بتا - پذیرفته می شود. 1، برای نوترون های با انرژی 0،1 تا 10 MeV - 10، برای تابش آلفا با انرژی کمتر از 10 MeV - 20. از شکل های بالا می توان دریافت که در یک دز جذب شده، تابش نوترون و آلفا باعث می شود. ، به ترتیب، 10 و 20 برابر بیشتر اثر مخرب. در سیستم SI، دوز معادل بر حسب سیورت (Sv) اندازه گیری می شود.

سیورتبرابر است با یک خاکستری تقسیم بر ضریب کیفیت. برای Q = 1 دریافت می کنیم

1 Sv \u003d 1 Gy \u003d 1 J / kg \u003d 100 Rad \u003d 100 rem.

بائر(معادل بیولوژیکی یک رونتگن) یک واحد غیرسیستمیک دز معادل است، چنین دز جذبی از هر تشعشعی که همان اثر بیولوژیکی 1 رونتگن پرتو گاما را ایجاد می کند.

نرخ معادل دوز- نسبت افزایش دوز معادل برای یک بازه زمانی. بر حسب سیورت در ثانیه بیان می شود. از آنجایی که زمانی که فرد در یک میدان تشعشعی در سطوح قابل قبول می گذراند معمولاً بر حسب ساعت اندازه گیری می شود، ترجیحاً نرخ دوز معادل بر حسب میکروسیورت در ساعت (µSv/h) بیان شود.

طبق نتیجه گیری کمیسیون بین المللی حفاظت در برابر اشعه، اثرات مضر در انسان می تواند در دوزهای معادل حداقل 1.5 Sv / سال (150 rem / سال) و در موارد مواجهه کوتاه مدت - در دوزهای بالاتر از 0.5 Sv رخ دهد. 50 رم). هنگامی که قرار گرفتن در معرض از یک آستانه خاص فراتر رود، ARS رخ می دهد.

نرخ دوز معادل ایجاد شده توسط تشعشعات طبیعی (منشا زمینی و کیهانی) از 1.5 - 2 mSv / سال و به علاوه منابع مصنوعی (دارو، ریزش رادیواکتیو) از 0.3 تا 0.5 mSv / سال متغیر است. بنابراین معلوم می شود که یک فرد از 2 تا 3 mSv در سال دریافت می کند. این ارقام تقریبی و تابع شرایط خاصی هستند. بر اساس منابع دیگر، آنها بالاتر هستند و تا 5 mSv / سال می رسند.

دوز قرار گرفتن در معرض- اندازه گیری اثر یونیزاسیون تابش فوتون که توسط یونیزاسیون هوا در شرایط تعادل الکترونیکی تعیین می شود. در سیستم SI، واحد دوز نوردهی یک کولن بر کیلوگرم (C/kg) است. واحد خارج از سیستم، رونتگن (P)، 1 P = 2.58 است. 10-4 C/kg. به نوبه خود، 1 C/kg = 3.876. 10 3 R.

میزان دوز قرار گرفتن در معرض- افزایش دوز نوردهی در واحد زمان. واحد SI آن آمپر بر کیلوگرم (A/kg) است. با این حال، در طول دوره انتقال، می توانید از یک واحد خارج از سیستم - رونتگن در ثانیه (R / ثانیه) استفاده کنید.

از اواسط قرن گذشته، کلمه جدیدی وارد علم شده است - تشعشع. کشف آن انقلابی در ذهن فیزیکدانان سراسر جهان ایجاد کرد و اجازه داد برخی از نظریه های نیوتنی را کنار بگذارند و فرضیات جسورانه ای در مورد ساختار جهان، شکل گیری آن و جایگاه ما در آن ایجاد کنند. اما این همه برای متخصصان است. مردم شهر فقط آه می کشند و سعی می کنند چنین دانش ناهمگونی را در مورد این موضوع جمع آوری کنند. پیچیدگی فرآیند این واقعیت است که تعداد کمی واحد اندازه گیری تشعشع وجود دارد و همه آنها واجد شرایط هستند.

واژه شناسی

اولین اصطلاحی که ارزش شناخت را دارد، در واقع تابش است. این نامی است که به فرآیند تابش برخی از مواد کوچک‌ترین ذرات مانند الکترون‌ها، پروتون‌ها، نوترون‌ها، اتم‌های هلیوم و غیره داده می‌شود. بسته به نوع ذره، خواص تابش با یکدیگر متفاوت است. تشعشع یا در هنگام تجزیه مواد به مواد ساده تر یا در هنگام سنتز آنها مشاهده می شود.

واحدهای تشعشع- اینها مفاهیم شرطی هستند که نشان می دهد چند ذره بنیادی از ماده آزاد می شود. در حال حاضر، فیزیک با هفت واحد مختلف و ترکیب آنها عمل می کند. این امکان توصیف فرآیندهای مختلفی را که با ماده اتفاق می‌افتد را ممکن می‌سازد.

تجزیه رادیواکتیو- تغییر خودسرانه در ساختار هسته های ناپایدار اتم ها با آزادسازی ریزذرات.

ثابت پوسیدگی- این یک مفهوم آماری است که احتمال نابودی یک اتم را برای یک دوره زمانی مشخص پیش بینی می کند.

نیمه عمرفاصله زمانی است که در طی آن نیمی از کل ماده تجزیه می شود. برای برخی از عناصر، در دقیقه محاسبه می شود، در حالی که برای برخی دیگر سال ها و حتی دهه ها است.

تشعشع چگونه اندازه گیری می شود؟

واحدهای اندازه گیری تابش تنها واحدهایی نیستند که برای ارزیابی خواص استفاده می شوند، علاوه بر این، از کمیت هایی مانند:
- فعالیت منبع تشعشع؛
- چگالی شار (تعداد ذرات یونیزه کننده در واحد سطح).

علاوه بر این، در توصیف اثرات تشعشعات بر اجسام زنده و غیر زنده تفاوت وجود دارد. بنابراین، اگر ماده بی جان باشد، مفاهیم زیر در مورد آن صدق می کند:

دوز جذب شده؛
- دوز مواجهه

اگر تشعشع بر بافت زنده تأثیر بگذارد، از اصطلاحات زیر استفاده می شود:

دوز معادل؛
- دوز معادل موثر؛
- میزان دوز

واحدهای اندازه گیری تشعشع، همانطور که در بالا ذکر شد، مقادیر عددی مشروط هستند که توسط دانشمندان برای تسهیل محاسبات و ساختن فرضیه ها و تئوری ها اتخاذ شده اند. شاید به همین دلیل است که هیچ واحد اندازه گیری پذیرفته شده واحدی وجود ندارد.

کوری

کوری یکی از واحدهای اندازه گیری تشعشعات است. به سیستم تعلق ندارد (به سیستم SI تعلق ندارد). در روسیه، در فیزیک هسته ای و پزشکی استفاده می شود. فعالیت یک ماده برابر با یک کوری خواهد بود اگر 3.7 میلیارد واپاشی رادیواکتیو در آن در یک ثانیه رخ دهد. یعنی می توان گفت یک کوری برابر با سه میلیارد و هفتصد میلیون بکرل است.

این عدد به این دلیل به دست آمد که ماری کوری (که این اصطلاح را وارد علم کرد) آزمایشات خود را بر روی رادیوم انجام داد و میزان پوسیدگی آن را مبنای قرار داد. اما با گذشت زمان، فیزیکدانان به این نتیجه رسیدند که مقدار عددی این واحد بهتر است به دیگری - بکرل گره بخورد. این امر باعث شد تا از برخی اشتباهات در محاسبات ریاضی جلوگیری شود.

علاوه بر کری ها، مضاعف یا فرعی اغلب یافت می شوند، مانند:
- مگاکوری (برابر 3.7 ضربدر 10 به توان شانزدهم بکرل)؛
- کیلوکوری (3.7 هزار میلیارد بکرل)؛
- میلی کوری (37 میلیون بکرل)؛
- میکروکوری (37 هزار بکرل).

با استفاده از این واحد می توانید حجم، سطح یا فعالیت خاص یک ماده را بیان کنید.

بکرل

واحد بکرل دوز تابش سیستمیک است و در سیستم بین المللی واحدها (SI) گنجانده شده است. این ساده ترین است، زیرا فعالیت تشعشعی یک بکرل به این معنی است که در هر ثانیه فقط یک واپاشی رادیواکتیو در ماده وجود دارد.

نام خود را به افتخار آنتوان فیزیکدان فرانسوی گرفته است. این نام در اواخر قرن گذشته مورد تایید قرار گرفت و هنوز هم استفاده می شود. از آنجایی که این یک واحد نسبتاً کوچک است، از پیشوندهای اعشاری برای نشان دادن فعالیت استفاده می شود: kilo-، milli-، micro- و غیره.

اخیراً از واحدهای غیر سیستمی مانند کوری و رادرفورد در کنار بکرل استفاده شده است. یک رادرفورد برابر با یک میلیون بکرل است. در توصیف فعالیت حجمی یا سطحی، می توان نام های بکرل بر کیلوگرم، بکرل بر متر (مربع یا مکعب) و مشتقات مختلف آنها را یافت.

اشعه ایکس

واحد اندازه گیری تابش، رونتگن، نیز یک واحد سیستمیک نیست، اگرچه در همه جا برای نشان دادن دوز قرار گرفتن در معرض تابش گامای دریافتی استفاده می شود. یک رونتگن برابر با چنین دز تابشی است که در آن یک سانتی متر مکعب هوا در فشار اتمسفر استاندارد و دمای صفر باری برابر با 3.3 * (10 * 10) حمل می کند. این برابر با دو میلیون جفت یون است.

علیرغم این واقعیت که طبق قوانین فدراسیون روسیه، استفاده از اکثر واحدهای خارج از سیستم ممنوع است، از اشعه ایکس در علامت گذاری دزیمترها استفاده می شود. اما به زودی استفاده از آنها متوقف خواهد شد ، زیرا نوشتن و محاسبه همه چیز به رنگ خاکستری و سیورت عملی تر است.

خوشحالم

واحد راد تابش خارج از سیستم SI است و برابر با مقدار تابشی است که در آن یک میلیونیم ژول انرژی به یک گرم از یک ماده منتقل می شود. یعنی یک راد 0.01 ژول در هر کیلوگرم ماده است.

ماده ای که انرژی را جذب می کند می تواند هم بافت زنده و هم سایر مواد و مواد آلی و معدنی باشد: خاک، آب، هوا. راد به عنوان یک واحد مستقل در سال 1953 معرفی شد و در روسیه حق استفاده در فیزیک و پزشکی را دارد.

خاکستری

این واحد اندازه گیری دیگری برای سطح تشعشع است که توسط سیستم بین المللی واحدها به رسمیت شناخته شده است. دوز جذب شده تابش را منعکس می کند. ماده ای در نظر گرفته می شود که دوز یک خاکستری دریافت کرده باشد اگر انرژی منتقل شده با تابش برابر با یک ژول در کیلوگرم باشد.

این واحد به افتخار دانشمند انگلیسی لوئیس گری نام خود را گرفت و در سال 1975 به طور رسمی وارد علم شد. طبق قوانین، نام کامل واحد با یک حرف کوچک نوشته می شود، اما علامت اختصاری آن با حروف بزرگ نوشته می شود. یک خاکستری برابر با صد راد است. علاوه بر واحدهای ساده، معادل های چندگانه و فرعی نیز در علم استفاده می شود، مانند کیلوگرم، مگا گری، دسی گری، سانتی گری، میکرو خاکستری و غیره.

سیورت

واحد اندازه گیری تابش، سیورت، برای نشان دادن دوزهای موثر و معادل تابش استفاده می شود و همچنین مانند خاکستری و بکرل بخشی از سیستم SI است. از سال 1978 در علم استفاده می شود. یک سیورت برابر با انرژی جذب شده توسط یک کیلوگرم بافت پس از قرار گرفتن در معرض یک بار حرارت دادن پرتو گاما است. این واحد به افتخار رولف سیورت، دانشمند سوئدی، نام خود را گرفت.

طبق تعریف، سیورت ها و خاکستری ها برابر هستند، یعنی دوزهای معادل و جذب شده دارای اندازه یکسانی هستند. اما هنوز بین آنها تفاوت وجود دارد. هنگام تعیین دوز معادل، لازم است نه تنها مقدار، بلکه سایر خصوصیات تابش، مانند طول موج، دامنه، و اینکه کدام ذرات آن را نشان می دهند، در نظر گرفت. بنابراین مقدار عددی دز جذب شده در ضریب کیفیت تابش ضرب می شود.

بنابراین، برای مثال، با مساوی بودن همه چیزهای دیگر، اثر جذب شده ذرات آلفا بیست برابر قوی تر از همان دوز تابش گاما خواهد بود. علاوه بر این، لازم است ضریب بافت را نیز در نظر گرفت، که نشان می دهد اندام ها چگونه به تشعشع واکنش نشان می دهند. بنابراین، دوز معادل در رادیوبیولوژی و دوز موثر در بهداشت حرفه ای (برای عادی سازی قرار گرفتن در معرض تابش) استفاده می شود.

ثابت خورشیدی

یک نظریه وجود دارد که زندگی در سیاره ما به دلیل تابش خورشیدی ظاهر شده است. واحدهای اندازه گیری تابش یک ستاره کالری و وات تقسیم بر واحد زمان است. این تصمیم به این دلیل است که میزان تابش خورشید با مقدار گرمایی که اجسام دریافت می کنند و شدت آن تعیین می شود. تنها نیم میلیونم کل انرژی ساطع شده به زمین می رسد.

تابش ستاره ها با سرعت نور در فضا حرکت می کند و به شکل پرتوهایی وارد جو ما می شود. طیف این تابش بسیار گسترده است - از "نویز سفید"، یعنی امواج رادیویی، تا اشعه ایکس. ذراتی که با تابش همراه می شوند پروتون هستند، اما گاهی اوقات ممکن است الکترون وجود داشته باشد (اگر آزاد شدن انرژی زیاد بود).

تابش دریافتی از خورشید، نیروی محرکه تمام فرآیندهای زنده روی این سیاره است. مقدار انرژی دریافتی ما به فصل، موقعیت ستاره بالای افق و شفافیت جو بستگی دارد.

اثرات تشعشعات بر موجودات زنده

اگر بافت‌های زنده‌ای که از نظر خصوصیات یکسان هستند با انواع مختلف تابش (با دوز و شدت یکسان) تابش شوند، نتایج متفاوت خواهد بود. بنابراین، برای تعیین عواقب، فقط دوز جذب شده یا نوردهی کافی نیست، همانطور که در مورد اجسام بی جان است. واحدهای تشعشع نافذ در صحنه ظاهر می شوند، مانند سیورتس رم و خاکستری که نشان دهنده دوز معادل تابش است.

دوز معادل دوزی است که توسط بافت زنده جذب می شود و در یک ضریب مشروط (جدول) ضرب می شود که میزان خطرناک بودن این یا آن نوع تابش را در نظر می گیرد. متداول ترین معیار مورد استفاده سیورت است. یک سیورت برابر با صد رم است. هر چه ضریب بیشتر باشد به ترتیب تشعشعات خطرناک تر است. بنابراین، برای فوتون ها این یک است و برای نوترون ها و ذرات آلفا بیست است.

از زمان وقوع حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل در روسیه و سایر کشورهای مستقل مشترک المنافع، توجه ویژه ای به سطح قرار گرفتن در معرض تشعشعات در برابر انسان شده است. دوز معادل از منابع طبیعی تشعشع نباید از پنج میلی سیورت در سال تجاوز کند.

اثر رادیونوکلئیدها بر روی اجسام غیر زنده

ذرات رادیواکتیو حامل باری از انرژی هستند که هنگام برخورد با ماده به آن منتقل می کنند. و هر چه ذرات بیشتر در مسیر خود با مقدار معینی از ماده تماس پیدا کنند، انرژی بیشتری دریافت خواهد کرد. مقدار آن بر حسب دوز تخمین زده می شود.

1. دوز جذب شده- این چیزی است که توسط یک واحد ماده دریافت شده است. با رنگ خاکستری اندازه گیری می شود. این مقدار این واقعیت را در نظر نمی گیرد که تأثیر انواع مختلف تابش بر روی ماده متفاوت است.
2. دوز قرار گرفتن در معرض- نشان دهنده دوز جذب شده است، اما با در نظر گرفتن درجه یونیزه شدن ماده از برخورد ذرات مختلف رادیواکتیو. بر حسب کولن بر کیلوگرم یا رونتگن اندازه گیری می شود.

دزیمتریاندازه گیری دوز یا میزان دوز است.

دوز تابش یونیزانمقدار انرژی تابش یونیزه جذب شده توسط یک واحد جرم از هر محیط تابیده شده است. میزان دوزدوز تابش در واحد زمان است.

وظیفه اصلی دزیمتری- تعیین دوز تابش در محیط های مختلف و در بافت های یک موجود زنده.

ارزش دزیمتری:

- برای ارزیابی کمی و کیفی اثر بیولوژیکی دوزهای پرتوهای یونیزان در مواجهه خارجی و داخلی بدن ضروری است.

- برای اطمینان از ایمنی تشعشع هنگام کار با مواد رادیواکتیو ضروری است

- با کمک آن می توانید منبع تابش را تشخیص دهید، نوع آن، میزان انرژی و همچنین میزان تأثیر تابش بر جسم تابیده شده را تعیین کنید.

انواع دوز:

ولی) دوز قرار گرفتن در معرض (X)- مشخصه کمی میدان منبع تابش یونیزان (گاما یا اشعه ایکس) که میزان یونیزاسیون هوای خشک در فشار اتمسفر را مشخص می کند.

کولن در هر کیلوگرم (C/kg، C/kg) —واحد سیستم دوز نوردهی; 1 C/kg برابر است با دوز نوردهی تابش فوتون، که در آن مجموع بارهای الکتریکی همه یون‌های یک علامت، ایجاد شده توسط الکترون‌های آزاد شده در هوای تابش‌شده با جرم 1 کیلوگرم، با استفاده کامل از توانایی یون‌سازی است. از تمام الکترون ها برابر با 1 C است.

اشعه ایکس (R,آر) — واحد سنتی (خارج از سیستم) دوز قرار گرفتن در معرض; 1 اشعه ایکس برابر است با دوز تابش اشعه ایکس یا گاما در هوا که در نتیجه یونیزاسیون کامل در 1 سانتی متر مکعب هوای خشک اتمسفر در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه . هنر (یعنی در 0.001293 گرم هوای خشک اتمسفر)، یون هایی تشکیل می شوند که باری برابر با 1 واحد CGS از هر علامت دارند.

CGS سیستمی از واحدهای اندازه گیری است که در آن سه کمیت مستقل وجود دارد: سانتی متر-گرم-ثانیه.

نسبت واحد: 1 R \u003d 2.58 * 10-4 C / kg(دقیقا)؛ 1 C / kg \u003d 3.88 * 103 R(تقریبا).

میزان دوز قرار گرفتن در معرض -مقدار بیان شده در mR/h یا µR/h. معمولی شاخص های پس زمینه نرخ دوز قرار گرفتن در معرض برای بلاروس - تا 18-20 μR / ساعت.

به طور سنتی، دوز نوردهی در تشخیص اشعه ایکس به دلیل این واقعیت استفاده می شد قدرت یونیزاسیون اشعه ایکس برای هوا و بافت بیولوژیکی تقریباً یکسان است. با این حال، با گذار به انواع پرانرژی پرتوها، محدودیت های استفاده از این ویژگی در ارزیابی دوز جذب شده، به ویژه در موجودات زنده، مشخص شد. مربوط به دوز قرار گرفتن در معرض برای ارزیابی میدان منبع تابش استفاده می شود، آ برای تعیین برهمکنش پرتوهای یونیزان با محیط استفاده می شود دوز جذب شده.

ب) دوز جذب شده (D) — مقدار انرژی جذب شده توسط واحد جرم ماده تحت تابش.

ژول در هر کیلوگرم (خاکستری، گری،گی) واحد سیستم دوز جذبی است. 1 ژول بر کیلوگرم = 1 گری.

خوشحالم(راد، rd - دوز جذب شده تابش - دوز تابش جذب شده) - واحد سنتی (غیر سیستمی) دز جذب شده.

نسبت واحد: 1 راد = 0.01 گری.

برای بافت های نرم انسان در زمینه اشعه ایکس یا پرتوهای g، دوز جذبی 1 راد تقریباً با دوز نوردهی 1 P مطابقت دارد.

دوز جذب شده به نوع و انرژی پرتوهای یونیزان بستگی ندارد و میزان قرار گرفتن در معرض تابش را تعیین می کند، یعنی معیاری از اثرات مورد انتظار قرار گرفتن در معرض است.

با توجه به تفاوت های قابل توجه در مکانیسم برهمکنش انواع مختلف تابش با ماده، توانایی یونیزاسیون و غیره، باید انتظار داشت که دوز جذب شده یکسان می تواند اثرات بیولوژیکی متفاوتی ایجاد کند.. برای تعیین کمیت این تفاوت، مفاهیم: "عوامل وزنی برای انواع مختلف تشعشع (WR)" و "دوز معادل" معرفی می شوند.

ج) دوز معادل (HTR) اندازه گیری شدت اثر بیولوژیکی تابش است. هنگام محاسبه دوز معادل، از فاکتورهای وزنی به عنوان ضرب کننده دوز جذبی استفاده می شود:

جایی که HTR — دوز معادل در یک اندام یا بافت T، ایجاد شده توسط تابش R. DTR میانگین دوز جذب شده از تابش R در بافت یا اندام T است. WR ضریب وزنی تابش R است.

فاکتورهای وزنی (WR) را در نظر می گیرند اثربخشی نسبی انواع پرتوها در القای اثرات بیولوژیکی.

از آنجایی که WR یک عامل بی بعد است، واحد سیستم برای دوز معادلمانند دوز جذب شده - j/kg(نام خاص Sievert: Sv, Sv)

بائر (رم) — واحد غیر سیستمی دوز معادل (رم - معادل بیولوژیکی راد).

نسبت واحد: 1 rem = 0.01 Sv.

ضرایب وزن برای انواع مختلف تشعشعات.

خطر ایجاد پیامدهای تصادفی تابش بدن انسان نه تنها به دوز معادل، بلکه به حساسیت پرتویی بافت ها یا اندام هایی که در معرض تابش هستند نیز بستگی دارد. حساسیت پرتویی اندام ها و بافت ها دوز موثر را در نظر می گیرد.

د) دوز مؤثر (E)- میزان قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان که به عنوان معیاری برای سنجش خطر عواقب طولانی مدت تابش کل بدن انسان و اندام های فردی آن استفاده می شود. با توجه به حساسیت پرتویی آنها; مجموع محصولات دوزهای معادل در بافت ها و اندام های بدن و فاکتورهای وزنی مربوطه را نشان می دهد:

,

جایی که HT دوز معادل در بافت یا اندام T است. WT فاکتور وزنی برای اندام یا بافت T است.

ضریب وزنی WT سهم نسبی یک اندام یا بافت معین را در آسیب کلی به سلامت به دلیل ایجاد اثرات تصادفی مشخص می کند. مجموع WT 1 است.

واحد سیستمیک دوز موثر- سیورت (Sv، Sv)؛ واحد خارج از سیستم- رم 1 Sv برابر با 100 rem است.

ضرایب وزن برای بافت ها و اندام ها هنگام محاسبه دوز موثر (wt).

نسبت بین واحدهای دوز سیستمیک و غیر سیستمیک.

دوزهای جمعی برای ارزیابی اثرات قرار گرفتن در معرض گروهی از افراد استفاده می شود:

ولی) دوز معادل جمعی (ST) در بافت T، برای بیان کل قرار گرفتن در معرض یک بافت یا اندام خاص در گروهی از افراد استفاده می شود. برابر است با حاصل ضرب تعداد افراد در معرض و میانگین دوز معادل در یک اندام یا بافت.

ب) دوز موثر جمعی (S)- به جمعیت در معرض به عنوان یک کل اشاره دارد. برابر است با حاصل ضرب تعداد افراد در معرض و میانگین دوز موثر.

تعریف دوزهای معادل جمعی و دوز موثر جمعی، زمان دریافت دوز را نشان نمی دهد. بنابراین، هنگام محاسبه دوزهای جمعی، همیشه باید باشد یک نشانه واضح از دوره زمانی و گروه افرادی که این محاسبه برای آنها انجام شده است.

استفاده از دوزهای جمعی برای ارزیابی قرار گرفتن در معرض پرتوهای جمعیت و خطر ابتلا به عواقب تصادفیعمل پرتوهای یونیزان واحدهای دوز جمعی - Man-sievert و man-rem.

"دوز بالش"(در هر کاپوت دوز، Sv) مقدار دوز جمعی تقسیم بر تعداد اعضای گروه در معرض است.

نتیجه قرار گرفتن در معرض تابش به عوامل مختلفی بستگی دارد: میزان رادیواکتیویته در محیط خارجی و داخل بدن، نوع تابش و انرژی آن در هنگام فروپاشی هسته ایزوتوپ های رادیواکتیو، تجمع مواد رادیواکتیو در بدن. و دفع آنها و غیره مقدار انرژی تابشی جذب شده در جرم در نظر گرفته شده از ماده. در نتیجه برهمکنش پرتوهای رادیواکتیو با محیط از جمله اجسام بیولوژیکی، مقدار معینی از انرژی تشعشعی به آن منتقل می شود که صرف فرآیندهای یونیزاسیون و تحریک اتم ها و مولکول های محیط می شود. بخشی از تشعشع آزادانه، بدون جذب، بدون تأثیر از محیط عبور می کند. بنابراین بین عمل تابش و میزان انرژی جذب شده رابطه مستقیم وجود دارد. این دوز تابش را تعیین می کند.

تحت دوز اندازه گیری عملکرد پرتوهای یونیزان در یک محیط خاص را درک کنید.

دوز- مقدار انرژی تابشی که به ماده منتقل می شود و در واحد جرم یا حجم ماده محاسبه می شود.

با افزایش زمان تابش جسم، دوز افزایش می یابد.

برای اندازه گیری مقدار انرژی جذب شده، باید تعداد جفت یون های تشکیل شده در اثر پرتوهای یونیزان را شمارش کرد. در این راستا، برای مشخصه کمی پرتو ایکس و گاما بر روی یک جسم، مفهومی معرفی شد. "دوز مواجهه".

دوز قرار گرفتن در معرض (X)- دوز، که ظرفیت یونیزاسیون پرتو ایکس یا گاما (تابش فوتون) در هوا را با انرژی فوتون بیش از 3 مگا ولت مشخص می کند. به آن فیزیکی نیز می گویند.

دوز نوردهی نسبت بار کل dQ تمام یون‌های هم علامت ایجاد شده در هوا است، زمانی که تمام الکترون‌ها و پوزیترون‌های آزاد شده توسط فوتون‌ها در حجم اولیه هوا با جرم dm، کاملاً در هوا متوقف می‌شوند. جرم هوا در حجم مشخص شده:

دوز قرار گرفتن در معرض برای ارزیابی وضعیت تابش بر روی زمین، در یک اتاق کار یا نشیمن، به دلیل عملکرد اشعه ایکس یا گاما، و همچنین برای تعیین درجه خواص محافظتی مواد صفحه نمایش استفاده می شود.

واحد دوز نوردهی در سیستم بین المللی واحدها (SI) کولن بر کیلوگرم (C/kg) است.

آویز به ازای هر کیلوگرماین چنین دوز قرار گرفتن در معرض پرتو ایکس یا گاما است که در آن تابش جسمی مزدوج (همه الکترون‌ها و پوزیترون‌های آزاد شده توسط فوتون‌ها) در حجم 1 کیلوگرم هوا یون‌هایی تولید می‌کند که بار الکتریکی یک آویز (C) از هر یک را حمل می‌کنند. علامت (+ و -).

از 01/01/1990، واحدهای خارج از سیستم که دوز و فعالیت را بیان می کنند (P، Rad، Rem، Ki، و غیره) از استفاده خارج می شدند. با این حال، آنها هنوز در حال استفاده هستند، که به ویژه با استفاده در عمل از ناوگانی از ابزارهای دزیمتری و رادیومتریک با کالیبراسیون دستگاه های ضبط در واحدهای اندازه گیری غیر سیستمی توضیح داده می شود.

واحد غیر سیستمی اندازه گیری دوز مواجهه، رونتگن (P) است. این واحد از سال 1928 در گردش بوده است.

اشعه ایکس- دوز قرار گرفتن در معرض اشعه ایکس یا گاما، که در آن 2.08 109 جفت یون در 1 سانتی متر مکعب (0.001293 گرم) هوا در شرایط عادی (دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه. هنر.) تشکیل می شود. یا اشعه ایکس- دوز قرار گرفتن در معرض اشعه ایکس یا گاما، که در آن گسیل کورپوسکولار مزدوج در 1 سانتی متر مکعب هوا در شرایط عادی یون هایی ایجاد می کند که بار یک واحد الکترواستاتیک الکتریسیته هر علامت را حمل می کند.

1 P = 2.58 10 -4 C/kg. 1 C / kg \u003d 3.88 10 3 R

دوز نوردهی 1 رونتگن توسط تابش گاما از منبع رادیوم با فعالیت 1 Ci در فاصله 1 متر در 1 ساعت ایجاد می شود.

واحدهای مشتق شده از رونتگن: کیلورونتگن (1 kR = 103 R)، میلی‌رونتژن (1 mR = 10 -3 R)، میکرورونتژن (1 μR = 10 -6 R).

برای تشعشعات یونیزه کننده جسمی (ذرات آلفا و بتا، نوترون ها)، یک واحد خارج از سیستم پیشنهاد شد - معادل فیزیکی اشعه ایکس (pf)، که در آن همان تعداد جفت یون در هوا تشکیل می شود که با نوردهی. دوز اشعه ایکس یا گاما در 1 R. واحد نمایشگاه کاربرد عملی نداشته و در حال حاضر استفاده نمی شود. برای مشخص کردن میدان های تابشی، بهتر است از چگالی شار ذرات (از جمله فوتون ها) و شدت تابش (چگالی شار انرژی) استفاده شود.

دوز قرار گرفتن در معرض برای انواع تابش جسمی (ذرات آلفا و بتا و غیره) غیرقابل قبول است، این دوز به ناحیه انرژی کوانتومی تا 3 مگا ولت محدود است و تنها اندازه گیری مقدار تابش فوتون را منعکس می کند. میزان انرژی تابشی جذب شده توسط جسم تحت تابش را منعکس نمی کند. در عین حال، برای ارزیابی تاثیر تشعشع بسیار مهم است که میزان انرژی تابشی که توسط جسم جذب شده است را بدانیم. برای تعیین اندازه گیری انرژی جذب شده هر نوع تابش در یک محیط، این مفهوم معرفی شد "دوز جذبی".با توجه به مقدار دوز جذب شده، با دانستن ترکیب اتمی ماده، انرژی تابش، می توان دوز جذب شده پرتو ایکس و گاما را در هر ماده محاسبه کرد. معادل انرژی پرتو ایکس 88 erg/g است (انرژی صرف شده برای تشکیل 2.08·109 جفت یون).

دوز جذبی (D)- مقدار انرژی پرتوهای یونیزان منتقل شده به ماده:

که در آن de میانگین انرژی منتقل شده توسط پرتوهای یونیزان به ماده ای است که در حجم اولیه قرار دارد، dm جرم ماده در این حجم است.

یا دوز جذب شده- مقدار انرژی هر نوع پرتوهای یونیزان جذب شده در یک اندام یا بافت خاص و محاسبه در واحد جرم.

اگر انرژی که روی جسم می افتد را E و انرژی را که از جسم عبور کرده است E 1 نشان دهیم، ΔE انرژی جذب شده خواهد بود:

∆E \u003d E - E 1.

به جای عبارت «دوز تابشی جذب شده»، ممکن است از شکل اختصاری «دوز تشعشع» استفاده شود.

واحد دوز جذب شده در سیستم بین المللی واحدها ژول بر کیلوگرم (J/kg) است.

ژول در هر کیلوگرم- چنین واحد دوز جذب شده که در آن 1 ژول انرژی در 1 کیلوگرم از جرم ماده تابیده شده توسط هر نوع تابش یونیزان جذب می شود.

این واحد در غیر این صورت خاکستری (Gy) نامیده می شود.

خاکستری - واحد، مانند واحد غیر سیستمی اشعه ایکس، همنام است، یعنی از طرف دانشمند تشکیل شده است. لوئیس هارولد گری یک رادیوبیولوژیست انگلیسی است که به رابطه بین اثرات فیزیکی و بیولوژیکی تشعشعات می پردازد و سهم زیادی در توسعه دزیمتری تابش داشته است.

خاکستری برابر است با دوز جذب شده تابش، که در آن انرژی تابش یونیزان برابر با 1 ژول به ماده ای با جرم 1 کیلوگرم (1 گری = 1 ژول بر کیلوگرم) منتقل می شود.

واحدهای مشتق شده از خاکستری نیز استفاده می شود: μGy، mGy و غیره.

از سال 1953، یک واحد خارج از سیستم دوز جذبی، راد، معرفی شد (از دوز جذب شده تشعشع انگلیسی)، که امروزه نیز به طور گسترده در عمل استفاده می شود.

خوشحالم- دوز جذب شده از هر نوع پرتوهای یونیزان که در آن 1 گرم از یک ماده انرژی تشعشع را معادل 100 erg جذب می کند.

1 راد \u003d 100 erg / g \u003d 10 -2 j / kg. 100 راد = 1 گری.

واحدهای طولی و چندگانه راد استفاده می شود: کیلوراد (1 کراد = 10 3 راد)، میلی راد (1 mrad = 10 -3 راد)، میکروراد (1 mrad = 10 -6 راد).

برای محاسبه دوز جذب شده از فرمول استفاده کنید:

که در آن D دوز جذب شده، X دوز نوردهی، F ضریب انتقال است که به طور تجربی روی فانتوم ایجاد شده است (برای آب و بافت نرم، F 0.93 یا ≈ 1 است).

در هوا، دوز تابش 1 رونتگن از نظر انرژی معادل 88 erg/g است، دز جذب شده از تعریف 100 erg/g است، بنابراین دز جذب شده در هوا 0.88 راد (88:100 = 0.88) خواهد بود.

در شرایط تعادل تشعشعی که در آن مجموع انرژی ذرات باردار خروجی از حجم مورد نظر با مجموع انرژی ذرات باردار وارد شده به این حجم مطابقت دارد، می توان معادل انرژی دوز نوردهی را تعیین کرد.

دوز مواجهه در هوا X = 1 P مطابق با دوز جذب شده D = 0.873 راد و 1 C/kg = 33.85 گری است. در بافت بیولوژیکی: 1 R مربوط به 0.96 راد و 1 C/kg مربوط به 33.85 گری است. بنابراین، با یک خطای کوچک (تا 5٪)، با تابش یکنواخت با تابش فوتون، دوز جذب شده در بافت بیولوژیکی با دوز قرار گرفتن در معرض اندازه گیری شده در رونتژن ها مطابقت دارد.

هنگامی که موجودات زنده تحت تابش قرار می گیرند، اثرات بیولوژیکی مختلفی رخ می دهد که تفاوت بین آنها در همان دوز جذب شده با درجه خطر برای بدن انواع مختلف تشعشع توضیح داده می شود.

مرسوم است که اثرات بیولوژیکی ناشی از هر گونه تشعشعات یونیزان را با اثرات فوتون، یعنی پرتوهای ایکس و گاما و همچنین توزیع فضایی انرژی جذب شده در جسم تحت تابش مقایسه می کنند. با همان دوز جذب شده، تابش آلفا بسیار خطرناک تر از پرتوهای بتا یا گاما است. برای توضیح این پدیده، مفهوم "دوز معادل".

معادل دوز (N).دوز جذب شده در یک اندام یا بافت ضربدر ضریب وزنی مناسب برای نوع خاصی از تابش (W R):

H TR \u003d D TR W R ،

در جایی که D TR میانگین دوز جذب شده در اندام یا بافت T است، W R فاکتور وزنی برای تشعشع R است.

هنگامی که یک جسم در معرض انواع مختلف تابش با فاکتورهای وزنی متفاوت قرار می گیرد، دوز معادل به عنوان مجموع دوزهای معادل برای این نوع تابش ها تعیین می شود.

دوز معادل مقدار اصلی است که سطح خطر تشعشع را در مواجهه مزمن انسان و حیوانات در دوزهای کوچک تعیین می کند.

در سیستم بین المللی واحدها (SI)، واحد دوز معادل سیورت (Sv) است. واحد سیورت فقط برای مصارف ایمنی در برابر اشعه است.

این واحد دوز معادل به افتخار دانشمند سوئدی رولف سیورت نامگذاری شد که در زمینه دزیمتری و ایمنی تشعشع مشغول تحقیقات بود.

سیورت دوز معادل هر نوع تشعشعی است که توسط 1 کیلوگرم بافت بیولوژیکی جذب می شود و اثر بیولوژیکی مشابه دوز جذب شده 1 گری تابش فوتون ایجاد می کند.

واحد غیر سیستمی اندازه گیری دوز معادل rem است (مخفف معادل بیولوژیکی یک رونتگن است).

Rem دوز معادل هر نوع پرتوهای یونیزان است که در آن همان اثر بیولوژیکی در بافت بیولوژیکی ایجاد می شود که با دوز پرتو ایکس یا گاما 1 رونتگن ایجاد می شود.

1 رم \u003d 1 10 -2 ژول بر کیلوگرم؛

100 رم = 1 Sv.

فاکتورهای وزنی برای انواع مختلف تابش هنگام محاسبه دوز معادل (W R)- چند برابر کننده دوز جذب شده مورد استفاده در حفاظت در برابر تشعشع، که اثربخشی نسبی انواع مختلف تشعشع را در القای اثرات بیولوژیکی در نظر می گیرد. قبلاً برای این منظور از فاکتور کیفیت (Q) یا اثربخشی بیولوژیکی نسبی (RBE) استفاده می شد.

ضریب کیفیت تشعشع برای در نظر گرفتن تأثیر ریز توزیع انرژی جذب شده بر میزان تجلی یک اثر بیولوژیکی مضر طراحی شده است و بر اساس مقادیر موجود ضریب RBE انتخاب می شود.

ضریب RBE یا (Q) نشان می دهد که چند برابر اثربخشی عملکرد بیولوژیکی این نوع تابش بیشتر از اشعه ایکس یا گاما در همان دوز جذب شده در بافت ها است. هر چه یونیزاسیون ویژه بیشتر باشد، مقدار ضریب RBE یا (Q) بیشتر است.

فاکتورهای وزنی (W R) برای انواع مختلف تشعشعات:

فوتون های هر انرژی (اشعه ایکس یا گاما) ……1

الکترون ها (ذرات بتا)………………………………………………………………………………………………………

ذرات آلفا، قطعات شکافت، هسته های سنگین…………………………………

انواع دوزهای زیر نیز متمایز می شوند: موثر، موثر مورد انتظار برای قرار گرفتن در معرض داخلی، موثر جمعی و موثر سالانه.

دوز موثر (E)- مقداری که به عنوان معیاری برای خطر عواقب طولانی مدت تابش کل بدن و اندام های فردی آن با در نظر گرفتن حساسیت پرتویی آنها استفاده می شود. این نشان دهنده مجموع محصولات دوز معادل در اندام H tT با فاکتور وزنی مربوطه برای یک اندام یا بافت معین است:

E \u003d ∑W T N tT،

که در آن H tT دوز معادل بافت در طول زمان t است و W T فاکتور وزنی برای بافت T است.

بنابراین، با ضرب دوز معادل در ضرایب مربوطه و جمع کردن روی تمام اندام ها و بافت ها، دوز موثر را به دست می آوریم.

واحد SI دوز موثر سیورت (Sv) است.

ضرایب وزن برای بافت ها و اندام ها هنگام محاسبه دوز موثر (W T)فاکتورهای دوز معادل در اندام‌ها و بافت‌ها هستند که در حفاظت در برابر تشعشع استفاده می‌شوند تا حساسیت متفاوت اندام‌ها و بافت‌های مختلف در وقوع اثرات تصادفی پرتو را در نظر بگیرند:

غدد جنسی………………………………….0.20

مغز استخوان (قرمز)………………………….0.12

ریه، معده، روده بزرگ…..0.12

مری، کبد………………………….۰.۰۵

مثانه…………………………..0.05

سینه…………………………….0.05

غده تیروئید………………………….05

پوست، سلول های سطوح استخوانی ...... 0.01

سایر اندام ها………………………….0.05

دوز متعهد موثر برای مواجهه داخلی- دوز برای مدت زمان سپری شده پس از دریافت مواد رادیواکتیو در بدن.

دوز موثر جمعی (S)اندازه گیری خطر جمعی از وقوع اثرات تصادفی تابش است. این به عنوان مجموع دوزهای مؤثر منفرد یا مقداری تعریف می‌شود که اثر کل تشعشع را بر گروهی از افراد مشخص می‌کند: S = ∑E n N n،

که در آن E n میانگین دوز موثر برای زیر گروه n از یک گروه از افراد است. N n تعداد افراد زیر گروه است. آن را در man-sieverts (man-Sv) اندازه گیری می کنند.

دوز موثر سالانه (معادل) -مجموع دوز مؤثر (معادل) قرار گرفتن در معرض خارجی دریافت شده در یک سال تقویمی و دوز مؤثر (معادل) مورد انتظار قرار گرفتن در معرض داخلی ناشی از دریافت رادیونوکلئیدها به بدن در طول همان سال. واحد SI دوز موثر سالانه سیورت (Sv) است.

لازم به ذکر است که انواع دیگری از دوز وجود دارد. به عنوان مثال، بین دوز موجود در هوا، سطح یا عمق جسم تحت تابش، دوز کانونی و انتگرال تفاوت قائل می شود. برای ارزیابی حساسیت پرتویی و حساسیت پرتوی ارگانیسم حیوانی، مرسوم است که از اصطلاحات - LD 50/30 و LD 100/30 - دوزهای تشعشع استفاده شود که به ترتیب باعث مرگ (مرگ) 50٪ و 100٪ حیوانات در 30 می شود. روزها.