Дозы облучения. Пределы доз для всех категорий населения
До́за излуче́ния — в физике и радиобиологии — величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые организмы и их ткани.
Экспозиционная доза. Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.
Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную вкинетическую энергиюзаряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза — это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.
Поглощенная доза. При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощённая доза. Она показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе поглощающего вещества.
Эквивалентная доза (биологическая доза). Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент - коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.
Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.
Установлены три категории облучаемых лиц. Категория А — персонал; к ней относятся лица, которые постоянно или временно непосредственно работают с источниками ионизирующих излучении. Категория Б — ограниченная часть населения, непосредственно не работающего с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущего подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников ионизирующих излучений, применяемых в учреждении и (или) удаляемых в окружающую среду. Категория В — население страны, республики или области.
К I группе критических органов относятся гонады и красный костный мозг; ко II группе — мышцы, легкие, щитовидная железа, желудочно-кишечный тракт, хрусталик глаза и другие органы, за исключением относящихся к I и III группам. Ill группа — кожный покрой, костная ткань, кисти рук, предплечья, голени и стопы.
В зависимости от группы критических органов в качестве основных дозовых пределов регламентирована предельно допустимая доза (ПДД). Это максимальное значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которая при воздействии в течение 50 лет не вызывает в состоянии здоровья человека неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (см. Доза ионизирующего излучения). При облучении всего тела и для I группы критических органов установлено значение ПДД 50 мЗв (5 бэр) в год. Для II и III групп критических органов ПДД равна 150 и 300 мЗв (15 и 30 бэр) в год соответственно. Поскольку при хроническом облучении в малых дозах биологический эффект обусловлен только суммарной дозой, полученной за много лет, в нормах радиационной безопасности регламентируется только годовая ПДД, т.е. не ограничивается уровень облучения за рабочий день, неделю, квартал. Ограничивается лишь облучение в течение календарного года женщин в возрасте до 40 лет в целях уменьшения вероятности выхода генетических последствий. Облучениеобласти таза и нижней части живота не должно превышать 10 мЗв (1 бэр) за любые 2 мес. Более чем 30-летняя международная практика полностью подтвердила безопасность установления ПДД.
Для лиц категории Б, к которым относятся не только взрослые, но и дети, а также беременные женщины, установленный предел дозы (ПД) в 10 раз меньше ПДД для категории А и равен 5 мЗв (0,5 бэр) в год при облучении всего тела и I группы критических органов и 15 и 30 мЗв (1,5 и 30 бэр) в год для критических органов II и Ill группы соответственно. Регламентированный уровень облучения для лиц категории Б связан с очень малой степенью риска. Он всего в 5 раз выше среднего естественного радиационного фона излучения 1 мЗв (100 мбэр) в год и даже в 2—3 раза ниже наблюдаемого на земле максимального значения естественного радиационного фона.
Облучение всего населения, т.е. лиц категории В не регламентируется. Ограничение облучения населения осуществляется путем нормирования или контроля радиоактивности объектов окружающей среды (воды, воздуха, пищевых продуктов и т. д.). выбросов радиоактивных продуктов с АЭС и объектов атомной промышленности, уровня облучения, обусловленного медицинскими процедурами и техногенным радиационным фоном, а также установленными дозовыми пределами для лиц категорий А и Б. В случае повышенного облучения отдельных контингентов населения в результате радиационной аварии Министерство здравоохранения СССР устанавливает временные допустимые уровни облучения для данного региона и участвует в разработке необходимых организационных мероприятий по обеспеченно безопасности. Отказ от регламентации облучения для категорий В обусловлен тем, что в настоящее время уровни облучения населения крайне низки. Так, средняя и индивидуальная доза на все тело от всех видов используемой атомной энергии составляет менее 1% дозы, обусловленной естественным радиационным фоном.