Эквивалентная доза

Для оценки биологического воздействия (при облучении малыми дозами, не превышающими пяти предельно допустимых доз) различных видов ионизирующих излучений в задачах радиационной безопасности необходимо введение понятия эквивалентная доза.

Воздействие излучения, включая поражение тканей, определяется не только поглощенной дозой, но также типом и энергией радиоактивного излучения. Эквивалентная доза (Н) ионизирующего излучения определяется как произведение поглощенной дозы (D) на средний коэффициент качества (k) ионизирующего излучения в данном элементе объема биологической ткани стандартного состава.

(2.2)

Эквивалентная доза излучения вводится для оценки радиационной опасности хронического облучения человека в поле различных ионизирующих излучений и определяется суммой произведения поглощенной дозы D_i п видов излучения и соответствующего коэффициента качества излучения k_i т. е.

, (2.3)

где индекс i относится к компонентам излучения разного качества. Коэффициент качества ионизирующего излучения является безразмерным числом, которое зависит от линейной передачи энергии (ЛПЭ) заряженных частиц в воде (таблице 2.1).

Таблица 2.1 – Зависимость коэффициента качества k от ЛПЭ L_Δ в воде

LΔ в воде	нДж/м	0,56 и менее	1.1	3,7	8,5	28 и больше
кэВ/мкм	3,5 или менее	7,0			175 и больше
k

ЛПЭ (L_Δ) определяется как отношение энергии dE_Δ, переданной веществу заряженной частицей вследствие столкновения на элементарном пути dl, к длине этого пути

(2.4)

Безразмерный коэффициент качества излучения, используемый для перевода поглощенной дозы излучения в эквивалентную дозу, определяет зависимость неблагоприятных биологических последствий при хроническом облучении человека в малых дозах от ЛПЭ, не превышающих установленных в целях радиационной безопасности пределов доз. Значения k для различных видов излучений с неизвестным спектральным составом приведены в таблице 2.2.

За единицу эквивалентной дозы в СИ принимается Зиверт (3в).

Зиверт – такое количество энергии любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани, при котором наблюдается такой же биологический эффект, как и при поглощенной дозе в 1 Гр образцового рентгеновского или γ-излучения (в качестве образцового источника принимают рентгеновское излучение с граничной энергией 180 кэВ).

(Рольф Зиверт – шведский физик, внесший большой вклад в различные области радиационной безопасности.)

Таблица 2.2 – Значение коэффициента качества для различных видов излучения

Тип и диапазон энергии	k
Фотоны, все энергии (включая гамма- и рентгеновское излучение)
Электроны и мюоны, все энергии6
Нейтроны < 10 кэВ
Протоны >2 МэВ Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ
Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ
Нейтроны >20 МэВ
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра

Внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рада).

Определение бэра аналогично определению Зиверта, с той лишь разницей, что вместо поглощенной дозы в 1 Гр используют поглощенную дозу в 1 рад.

Таким образом:

1 Зв = 1 Гр ´ k = 1 (Дж/кг) ´ k = 100 рад ´ k = 100 бэр;

1 бэр = 10^–2 Зв = 1 сЗв.