Эквивалентная доза облучения (H)

Чтобы оценивать действие любого вида ионизирующего излучения на биологические ткани (или органы) человека, ввели особую величину, которую назвали эквивалентной дозой.

Эквивалентная, доза – это доза облучения, которая учитывает особенности действия любого вида ионизирующего излучения на биологическую ткань (или орган) человека с помощью взвешивающих коэффициентов излучения (Приложение А).

Эквивалентную дозу (Н) можно получить, если умножить среднюю поглощенную дозу в биологической ткани (или органе) человека на взвешивающий коэффициент ионизирующего излучения, действующего на эту биологическую ткань (или орган):

Н_Т = D_T ^. W_R

где D_T – средняя поглощенная доза излучения R типа α, β, γ (или др.), действующего на биологическую ткань (или орган) человека; W_R – взвешивающий коэффициент излучения.

Эквивалентную дозу используют при радиационном нормировании в условиях длительного (хронического) облучения органа или ткани человека в малых дозах. При больших дозах взвешивающие коэффициенты излучения могут зависеть от величины мощности дозы.

Благодаря более высокому значению взвешивающего коэффициента альфа-излучения по сравнению со значениями взвешивающих коэффициентов гамма-и бета-излучений, при одинаковой поглощенной дозе в биологической ткани (или органе) человека эквивалентная доза от альфа-излучения в 20 раз превышает эквивалентную дозу как от гамма-, так и от бета-излучения.

Чтобы различать эквивалентную и поглощенную дозы, для их измерения пользуются разными единицами. В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является Грей, а единицей измерения эквивалентной дозы — Зиверт (Зв).

1 Зиверт соответствует поглощенной дозе величиной в 1 Грей для ионизирующего излучения, взвешивающий коэффициент которого равен единице.

1 Зиверт, как и 1 Грей, относится к большим дозам. Поэтому на практике для измерения эквивалентных доз облучения органов или биологических тканей людей обычно используют производные Зиверта: миллизиверт (мЗв) и микрозиверт (мкЗв).

1 Зиверт (Зв) = 1 000 миллизиверт (мЗв) = 1 000 000 микрозиверт (мкЗв).

Радиационный риск. По величине эквивалентной дозы можно оценивать вероятность возникновения радиационных эффектов в определенной биологической ткани или органе человека при их облучении (радиационный риск).

Радиационный риск – это вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения (НРБ-2000).

Действие ионизирующего излучения на людей может привести к возникновению детерминированных и стохастических радиационных эффектов.

Радиационные эффекты в организме:

– Детерминированные (предопределенные) Характерны для больших доз облучения (обычно 1 Гр и более).

Появляются при превышении определенных пороговых уровней доз в результате повреждения значительное число клеток органов или биологических тканей, что приводит к серьезным физиологическим нарушениям в организме (например, радиационным ожогам, лучевой катаракте, лучевой болезни).

Возникают непосредственно после воздействия ионизирующего излучения на организм (в течение нескольких часов, нескольких дней) или через более продолжительный период времени, когда превышен пороговый уровень дозы. При превышении порогового уровня дозы связь между облучением и возникшим заболеванием однозначна. Заболевание неизбежно (предопределено). При дальнейшем увеличении дозы возрастает тяжесть поражения. Чем больше величина дозы, тем больше нарушений возникает в организме человека и тем тяжелее протекает заболевание, возникающее в результате облучения.

– Стохастические (спонтанные, возникающие случайно) Характерны для средних (0,2-1 Гр) и малых (менее 0,2 Гр) доз облучения.

Проявляются в виде раковых и генетических (наследственных) заболеваний, которые сокращают продолжительность жизни человека.

Возникновение заболевания является случайным событием, которое может реализоваться по истечении продолжительного периода после облучения. Этот период называют скрытым, или латентным. После завершения латентного периода человек может заболеть, однако может и не заболеть.

Протекание заболевания (его тяжесть) не зависит от величины дозы.

Полагают, что стохастические эффекты могут возникать при любых, даже сколь угодно малых дозах облучения. Вероятность возникновения стохастических радиационных эффектов возрастает (уменьшается) пропорционально увеличению (уменьшению) дозы.

Детерминированные эффекты, как правило, возникают у людей при накоплении больших доз облучения, превышающих пороговые значения. Такие уровни дозовых нагрузок могут достигаться лишь в случае радиационных аварий у ограниченного числа людей.

В подавляющем большинстве случаев приходится иметь дело со стохастическими радиационными эффектами, которые могут возникать при малых и средних дозах облучения. При оценке вероятности возникновения стохастических эффектов в определенной биологической ткани или органе человека в результате их облучения (радиационный риск при малых и средних дозах облучения ткани или органа) и используют эквивалентную дозу.

Радиационный риск при малых и средних дозах облучения определенной биологической ткани или органа – это вероятность возникновения стохастических радиационных эффектов, вызванных действием ионизирующего излучения на эту ткань или орган человека.

Таким образом, величина эквивалентной дозы позволяет оценивать вероятность возникновения у человека или его потомства онкологических или наследственных заболеваний конкретной биологической ткани или органа в результате воздействия на них любого ионизирующего излучения.

5.4 Эффективная доза облучения(Е)

Разные органы и ткани человека обладают неодинаковой радиационной чувствительностью. Поэтому последствия облучения зависят не только от величины эквивалентной дозы для отдельной биологической ткани или органа, но и от типа ткани и органа, которые подвергаются действию излучения. Чтобы оценить биологические последствия действия ионизирующего излучения на организм человека в целом, введена эффективная доза облучения. Относительную чувствительность разных, биологических тканей и органов к действию ионизирующих излучений учитывают с помощью взвешивающих коэффициентов для тканей и органов (W_T).

Эффективная доза облучения (Е) – это сумма эквивалентных доз облучения (Н_T_i) отдельных биологических тканей (или органов), умноженных на соответствующие взвешивающие коэффициенты для тканей и органов (W_T_i).

Е = Н_Т1• W_Т1+ Н_Т2• W_Т2+ Н_Т3• W_Т3 +

Н_{Т1 И}Н_Т2– эквивалентные дозыв биологических тканях или органах человека, обозначенных индексамиТ1 ,Т2 и т. д

W_Т1,W_{Т2 И}т.д. – взвешивающие коэффициенты для соответствующих биологических тканей и органов.

При равномерном облучении организма, когда эквивалентная доза для всех органов и биологических тканей одинакова, эффективная доза, полученная человеком, равна этой эквивалентной дозе. Поэтому сумма взвешивающих коэффициентов равна 1,00.

Индивидуальный пожизненный риск. Индивидуальный пожизненный риск R_i – это вероятность возникновения стохастических радиационных эффектов в течение жизни человека.

Продолжительность жизни человека, в среднем, составляет 70 лет. Для оценки индивидуального пожизненного риска используют коэффициент пожизненного риска (r_i).

Коэффициент пожизненного риска (r_i) характеризует вероятность возникновения стохастических радиационных эффектов в расчете на 1 Зв эффективной дозы.

Индивидуальный пожизненный риск R_i можно оценить, умножив коэффициент пожизненного риска (r_i)на эффективную дозу (Е), которую человек может получить в течение жизни.

Индивидуальный пожизненный риск R_i возникновения стохастических радиационных эффектов, то есть риск возникновения раковых или генетических (наследственных) заболеваний в результате облучения, можно уменьшить путем снижения дозы облучения.

Реально коэффициент пожизненного риска (r_i)определяется индивидуальной чувствительностью организма, которая зависит от возраста, пола, физиологического, психо-эмоционального состояния человека и других факторов.