Понятие поля и дозы ионизирующих излучений

СОДЕРЖАНИЕ

1. Понятие поля и дозы ионизирующих излучений

2. Основные виды доз. Современная система дозиметрических величин

· Поглощенная доза

· Экспозиционная доза

· Эквивалентная доза

· Эффективная эквивалентная доза

· Эффективная коллективная доза

3. Принципы формирования и расчета дозовой нагрузки на сельскохозяйственные растения, животных и человека.

Понятие поля и дозы ионизирующих излучений

Воздействие ионизирующих излучений на объекты окружающей среды живой и неживой природы могут проявляться в физико-химических или биологических изменениях, происходящих в них, например, в виде повышения температуры облучаемого тела, инициирования специфических химических реакций, изменения биологических показателей и др. Воздействие ионизирующих изучений будет определяться характеристикой самого излучения и особенностями взаимодействия его с веществом. Параметры, функционально связанные с влиянием радиации, называются дозиметрическими.

Излучение, возникающее при ядерных превращениях, частично или полностью поглощается (абсорбируется) веществом, с которым оно взаимодействует. При этом происходит потеря энергии излучения. Для количественной характеристики дозы можно было бы использовать не передачу энергии, а другие измеряемые величины, связанные с взаимодействием излучений высоких энергий с веществом. Однако энергетическая характеристика дозы является интегральной и в этой связи наиболее удобна, хотя и существуют определенные трудности ее измерения. Целью дозиметрии является измерение, исследование и теоретические расчеты дозиметрических величин для предсказания или оценки радиационного эффекта, в частности — радиобиологического эффекта.

Таким образом: доза ионизирующего излучения —это характеристика количества излучения и мера его воздействия на облучаемую среду или объекты окружающей среды. Обычно доза ионизирующих излучений обозначается буквой Д (в русском варианте) или D(в латинском варианте). Однако, если иметь в виду конкретный способ выражения дозы, более корректно придерживаться обозначений документа «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99).

Радиационная дозиметрия(термин «дозиметрия» произошел от гр. Dosis — отмеренная доля и metreo — измеряю) как наука возникла в связи с использованием ионизирующих излучений в медицине. Само понятие «доза» также заимствовано из медицины, и основной интерес представляет определение дозы излучения, получаемой живым организмом, в частности человеком, в связи с биологическим действием радиации.

Следует различать дозу, формирующуюся при внешнем и при внутреннем облучении. При внешнем облучении источник излучения находится вне облучаемого объекта, при внутреннем облучении — внутри него.

При рассмотрении простейшего случая внешнего облучения — системы из точечного источника γ-излучения, например ⁶⁰Со, и облучаемого объекта - можно обозначить величины, составляющие дозу. Прежде всего, доза зависит от активности (A): при увеличении активности доза возрастает. Таким образом, доза является функцией активности: D ~ f(A)

Очевидно также, что доза будет возрастать при увеличении времени t нахождения под воздействием ионизирующего излучения и уменьшении расстояния R между источником излучения и облучаемым объектом. Причем если с активностью и временем доза связана прямой зависимостью, то с расстоянием — обратно-квадратичной:

где К_γ — гамма-постоянная — коэффициент пропорциональности, характеризующий свойства излучения. Гамма-постоянная показывает, какую мощность поглощенной дозы создает нефильтрованное γ-излучение точечного источника активностью 1Бк на расстоянии 1 метр.. Величина гамма-постоянной зависит от схемы распада радионуклида и энергии его γ-излучения (табл. 1).

Таблица 1.

Характеристика некоторых радионуклидов и их γ -излучений

На практике обычно пользуются не величинами дозы, а величинами интенсивности ионизирующего излучения, которая характеризуется мощностью дозы Р, т. е. значениями дозы D в единицу времени t:

Используя приведенные выше зависимости по значениям активности можно рассчитать дозу, формируемую точечным источником γ-излучения. Это весьма важно в практическом аспекте, например, в случае, когда при работе с точечным источником ионизирующего излучения нужно рассчитать безопасные величины, а дозиметр отсутствует.

Например, имеется точечный источник γ-излучения ⁶⁰Со с активностью 40МБк (40 • 10⁶ Бк) и необходимо рассчитать мощность дозы γ -излучения на расстоянии 4 м.

Из таблицы 1 находим значение гамма-постоянной (К_γ) — 84,63х х 10^-18 Гр • м²/Бк • с, затем, используя формулу для мощности дозы Р вычисляем::

Подобным же образом можно и от величин мощности дозы, экспериментально определенных с помощью дозиметра, перейти к величинам активности точечного гамма-излучения.

Из формулы для мощности дозы Р следует также важная пространственная закономерность распределения мощности дозы вокруг точечного источника ионизирующего излучения при внешнем облучении.

Например, если имеется источник ионизирующего излучения А, то на расстояниях R₁, R₂, R_n будет выполняться соотношение:

Это соотношение часто используют для вычисления безопасного времени работы с точечным источником Р γ -излучения и безопасного расстояния при работе с ним::

Где Р_ф и R_ф — фактические мощность дозы и расстояние, а Р_б и R_б — безопасные мощность дозы и расстояние, причем безопасная мощность дозы выбирается в соответствии с утвержденными и действующими в настоящее время «Нормами радиационной безопасности».

Для оценки дозы в практике дозиметрии используют два п о д х о д а:

1) приборная оценка дозы (мощности дозы ионизирующих излучений). В этом случае дозу определяют по показаниям соответствующих приборов — дозиметров;

2) расчетная оценка (прогноз)дозы предполагает использование таких величин, как активность, формирующая дозу внешнего и внутреннего облучения.

12
• Далее ⇒