Характеристики ионизирующего излучения

1. Радиоактивность веществ в системе СИ измеряют в беккерелях.

1 беккерель соответствует одному акту распада радиоактивного элемента в 1 секунду (Бк).

Используется и внесистемная единица – кюри (Ки):

1 кюри – это активность препарата, в котором происходит 3,7×10¹⁰ актов распада в 1секунду.

2. Экспозиционная доза. В качестве количественной меры рентгеновского и g-излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц, образующихся в массе вещества при полном торможении всех заряженных частиц.

Единица экспозиционной дозы – Рентген (Р).

1 рентген – это экспозиционная доза рентгеновского и g-излучения, создающая в 1кубическом сантиметре воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе соответствует 2,08×10⁹ пар ионов.

3. Поглощенная доза. Не все вещества одинаково поглощают энергию излучения. Для характеристики поглощающей способности веществ введена величина «поглощенная доза»: энергия любого вида излучения, поглощенная в 1 кг вещества. Для ее измерения используется несколько единиц.

1 грей (Гр) соответствует такой дозе излучения, при которой в 1 кг массы любого вещества выделяется энергия, равная 1 Дж, независимо от вида и энергии ионизирующего излучения.

1 рад (внесистемная единица) – 1 Гр = 100 рад, 1 рад = 10^–2 Дж/кг.

В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,88 рад.

Радиочувствительность живых организмов весьма различна. Смертельная доза для бактерий – 10⁴ Гр, для насекомых – 10³ Гр, для млекопитающих – 10 Гр. Максимальная доза излучения, не приносящая вреда человеку, 0,003 Гр в неделю, а при единовременном воздействии – 0,025 Гр.

4. Эквивалентная доза.Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы, равной произведению поглощенной дозы, созданной облучением и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель (называемый еще – коэффициент качества излучения). Значения весовых множителей приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4. – Коэффициенты качества излучения

5. Эффективная эквивалентная доза.Влияние облучения носит неравномерный характер. Для оценки ущерба здоровью человека за счет различного характера влияния облучения на разные органы (в условиях равномерного облучения всего тела) введено понятие эффективной эквивалентной дозы. Эффективная доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях:

где – тканевый весовой множитель.

Эффективная эквивалентная доза облучения приводится в бэрах.Бэр– поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения.1 бэр = 0.01 Дж/кг.

Предельно допустимая доза (ПДД) также измеряется в бэрах.

ПДД для мужчины = 5 бэр в год или 3 бэра в квартал при сохранении общей дозы облучения в год, для женщин – 3 бэра, для женщин моложе 30 лет – 1,3 бэра.

В системе СИ эффективная эквивалентная доза приводится в зивертах (Зв). 100 бэр =1 Зв. Например, безопасно в течение года получить 0,05 Зв, в течение жизни = 0,35 Зв. На ЧАЭС в загрязненных местах ликвидаторы получили до 0,01 Зв/час. Часовая смертельная доза для человека = 4 Зв, для птиц = 20 Зв, для насекомых = 100 Зв, для растений = 10–1500 Зв.

Таблица 3.5 – Основные источники радиоактивности в быту

Основные источники ионизирующего облучения человека в быту и средние эквивалентные дозы облучения для населения России приведены в таблице 3.5.

Средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников, составляет около 0,35 мЗв, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы, обусловленной облучением из-за космического фона на уровне моря.

Уровень земной радиации неодинаков в различных районах. Так, например, в 200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 260 мЗв в год. На юго-западе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе, вдоль которой тянутся пески, богатые торием. Эта группа лиц получает в среднем 3,8 мЗв в год на человека. Как показали исследования, во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США около 95% населения живут в местах с дозой облучения от 0,3 до 0,6 мЗв в год.

Уровень радиоактивности в жилище зависит от строительных материалов: в кирпичном или панельном доме уровень радиации всегда выше, чем в деревянном. Газовая плита приносит в быт радиоактивные газы, поэтому уровень радиоактивности на кухне, как правило, выше, чем в других жилых комнатах.

Наибольший вклад (около 3/4 годовой дозы) в жилище дают не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для различных точек Земного шара. Большую часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом непроветриваемом помещении. В зонах с благоприятным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Источниками радона являются также строительные материалы. Так, например, большой удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза, шлак и ряд других материалов. Радон проникает в помещение из земли через различные трещины в межэтажных перекрытиях, через вентиляционные каналы и т.д. Источниками поступления радона в жилые помещения являются также природный газ и вода. Поступая через фундамент и пол, радон-222 накапливается в основном на первых этажах многоэтажек. Избавиться от него можно, регулярно проветривая помещение.