Дозиметрия

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. Д_погл = Д_эксп 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. Д_экв=Д_погл х W_R.

W_R для рентгеновских лучей, b, g – излучения = 1.

W_R для быстрых нейтронов = 10; W_R 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.

Д_эфф = å Д_экв х W_Т. W_Т 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.