Загальні характеристики іонізуючих випромінювань

Радіаційному впливу піддаються всі компоненти біосфери (біота), які чутливі до іонізуючих випромінювань.

Радіаційному забрудненню піддаються споруди, технологічне устаткування, матеріали і продукти, природне середовище.

Під іонізуючим випромінюванням (І.В.) розуміють будь-яке випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення іонів різного знаку. Радіоактивний розпад ядер супроводжується виділенням внутрішньої енергії радіоактивного випромінювання. Іонізуюче випромінювання поділяють на дві групи:

– електромагнітна (рентгенівське та γ-випромінювання);

– корпускулярна (α, β, нейтрони, протони, мезони тощо).

Іонізуючі випромінювання розрізняються довжиною хвилі. Чим менше довжина хвилі, тим вище енергія випромінювання та більше його проникаюча здатність.

Найкоротшу довжину хвилі (<10^{-8 м) мають рентгенівське та γ - випромінювання, які випромінюються у вигляді згустків енергії, що називаються квантами.}

Корпускулярнагрупа випромінювання володіє малою проникаючою спроможністю, але у них велика іонізуюча здатність.

Кількісною характеристикою джерела випромінювання є активність.

Активність – це кількість розпадів ядер атома, що відбуваються в елементі за 1 секунду. В системі СІ – за одиницю активності прийнято одне ядерне перетворення за одну секунду – бекерель (Бк), (розпад/с). Позасистемною одиницею є Кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7×10¹⁰ Бк = 2,2 ×10¹² розпад/хв.

Інтервал часу на протязі якого розпадається половина атомів радіоактивної речовини називається періодом напіврозпаду.

Основним параметром, який характеризує вражаючу дію радіоактивного випромінювання, є доза випромінювання.

Доза випромінювання – це кількість енергії радіоактивних випромінювань поглинутих одиницею маси або об’єму середовища, яке опромінюється.

Біологічне ураження від опромінення залежить від величини дози і часу її накопичення. Розрізняють експозиційну, поглинуту і еквівалентну дозу.

Експозиційною називають дозу випромінювання, що характеризує іонізаційний ефект рентгенівського і гамма-випромінювань у повітрі. У системі СІ експозиційна доза вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг). Позасистемною одиницею є рентген (Р). 1 Кл/кг=3876 Р; 1 Р=2,58×10^-4 Кл/кг.

Потужність експозиційної дози вимірюється в амперах на кілограм (1А/кг = 3876 Р/с). Ступінь вагомості радіаційного ураження залежить від поглинутої дози.

Місцевість вважається зараженою, якщо рівень радіації через одну годину після НС становить 0,2 Р/год. СІ – рад/год., позасистемною одиницею є Р/год.

Поглинута доза – це кількість будь-якого виду енергії іонізуючих випромінювань, поглинутих одиницею маси опроміненого середовища або людини. У системі СІ поглинута доза вимірюється в джоулях на кілограм (Дж/кг) або грейях (Гр). Позасистемною одиницею є рад. 1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг.

Еквівалентна доза відображає різний біологічний ефект від різних видів ІВ при однаковій поглинутій дозі. Вона визначається за формулою

Д_екв = Q×D_погл,

де Q – коефіцієнт якості випромінювання. Q = 20 для α-випромінювання і Q = 10 для протонів та нейтронів. Q = 1 для рентгенівського, γ- та β-випромі-нювань.

Одиницею еквівалентної дози в системі СІ є зіверт (Зв). Позасистемною одиницею є біологічний еквівалент рентгена (бер). 1 Зв = 100 бер; 1 бер = 0,01 Зв.

Оскільки коефіцієнт якості β- та γ- випромінювань дорівнює одиниці, то приймається:

1Зв = 1Гр; 1бер = 1 Рад; 1Рад = 1 Р.

1Зв = 1Гр = 100 Рад = 100 бер = 100 Р.

З цього можна зробити висновок, що еквівалентна, поглинута та експозиційна дози для людей, які знаходяться на забрудненій місцевості, практично рівні. Ступень зараження місцевості радіоактивними речовинами характеризується рівнем радіації.

Для оцінювання дії іонізуючого випромінювання за одиницю часу введено поняття потужності дози (рівень радіації).

Рівень радіації показує яку дозу можна отримати людина в одиницю часу знаходячись на зараженій місцевості. Рівень радіації вимірюється в системі СІ А/кг, позасистемною одиницею є Р/год. 1А/кг = 1Кл /кг × с = 3876 Р/с;

1Р/с = 2,58 × 10^-4 А/кг.