Взвешивающие коэффициенты wr для отдельных видов излучений при расчете эквивалентной дозы

Вид излучения	WR
фотоны любых энергий	1
Электроны любых энергий	1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ	5
от 10 кэВ до100 кэВ	10
от 100 кэВ до 2 МэВ	20
от 2 МэВ до 20 МэВ	10
более 20 МэВ	5
Протоны, кроме протонов отдачи, с энергией более 2 МэВ	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

При одновременном воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения:

, гдеH_R - эквивалентная дозадля излучения типа R.

Единица для эквивалентной дозы в СИ та же, что и поглощенной дозы, а именно Дж/кг, но со специальным наименованием – зиверт, Зв. Названа в честь Рольфа Зиверта - известного шведского ученого, первого председателя Международной комиссии по радиологической защите, внесшего большой вклад в различные области радиационной безопасности. Иными словами, зиверт — единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр образцового рентгеновского или-излучения. В качестве образцового излучения обычно принимают рентгеновское излучение с граничной энергией 200 кэВ. Предпочтительной единицей эквивалентной дозы является мЗв. Эквивалентная доза допустима к применению при ее значениях, не превышающих нескольких сотен мЗв при облучении всего тела человека.

Внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (биологический эквивалент рада). Бэр — единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 рад образцового рентгеновского или -излучения. Таким образом, 1 бэр = 0,01 Зв.

Эквивалентная доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью эквивалентной дозы:

Предпочтительной единицей мощности эквивалентной дозы является мкЗв/час вне зависимости от размера величины.

Эффективная доза.Разные органы или ткани имеют разные чувствительности к излучению. Известно, например, что при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение гонад (половые железы) особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому в последние годы для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей тела человека введено понятие эффективной дозы Е.

Для определения этой величины необходимо ввести понятие риска. Риск — вероятность возникновения неблагоприятных последствий для человека (частота смертельных случаев, снижение продолжительности жизни, частота возникновения профессиональных заболеваний, травматизма, нетрудоспособности и т.д.) вследствие облучения, аварии или другой причины, проявление которой носит стохастический характер

Эффективная доза E- величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.

Эффективная доза Eопределяется как сумма произведений эквивалентной дозы в органе или ткани Т на соответствующий взвешивающий коэффициент W_Tдля данного органа или ткани:

, гдеH_T - средняя эквивалентная доза в органе или тканиТ, аW_T– взвешивающий коэффициент для органа или тканиТ, представляющий собой отношение стохастического риска смерти от отдаленных последствий облученияТ-го органа или ткани к риску смерти от равномерного облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах. Таким образом, W_Tопределяет весовой вклад данного органа или ткани в риск неблагоприятных последствий для организма при равномерном облучении:

Эффективная доза также как эквивалентная доза измеряется в зивертах.

В таблице 1.2.2 приведены, рекомендованные для проведения расчетов радиационной защиты Нормами радиационной безопасности (НРБ-99), взвешивающие коэффициенты.

При пользовании рекомендованными данными учитывать, что “Остальное” включает надпочечники, головной мозг, экстраторокальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечную ткань, поджелудочную железу, селезенку, вилочковую железу и матку. В тех исключительных случаях, когда один из перечисленных органов или тканей получает эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из двенадцати органов или тканей, для которых определены взвешивающие коэффициенты W_T , следует приписать этому органу или ткани взвешивающий коэффициент, равный 0,025, а оставшимся органам или тканям из рубрики “Остальное” приписать суммарный коэффициент, равный 0,25.

Таблица 1.2.2

Взвешивающие коэффициенты W_T для тканей и органов при расчете эффективной эквивалентной дозы

Орган или ткань	Заболевание	WT
Гонады	Наследственные дефекты	0,20
Костный мозг (красный)	Лейкемия	0,12
Толстый кишечник	Рак	0,12
Легкие	Рак	0,12
Желудок	Рак	0,12
Мочевой пузырь	Рак	0,05
Грудная железа	Рак	0,05
Печень	Рак	0,05
Пищевод	Рак	0,05
Щитовидная железа	Рак	0,05
Кожа	Рак	0,01
Клетки костных поверхностей	Злокачественные новообразования	0,01
Остальное	То же	0,05

Наряду с перечисленными выше дозовыми характеристиками вводятся такие дозовые характеристики как эффективная (эквивалентная) годоваядоза и эффективная (эквивалентная) коллективнаядоза.

Эффективная (эквивалентная) годоваядоза– сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за тот же год.

Коллективная эффективная (эквивалентная) доза мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения; она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица измерения коллективной дозы – человеко-зиверт (чел.-Зв.).

Экспозиционная доза. На практике до последнего времени используется также внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген. Рентген – это единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого через 0,001293 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. . Использование этой дозовой характеристики не рекомендуется после 1 января 1990 г., так как экспозиционная доза была введена только для фотонного излучения, поэтому она не может использоваться в полях часто встречающегося на практике смешанного излучения разных видов. Даже и для фотонного излучения область практического использования этой величины ограничена энергией 3 МэВ.

Примерные задачи к параграфу 1.2.

Задача 1.Поглощенная дозаD_н в ткани при облучении потоком нейтронов с энергией более 20 МэВ составляет 100 мкГР. Какой поглощенной дозе фотонного излученияD_ф она соответствует по биологическому эффекту ?

Задача 2.Поглощенная дозаD_ф в ткани при облучении потоком фотонов составляет 100 мкГР. Какой поглощенной дозе альфа-излученияD_а она соответствует по биологическому эффекту ?

Задача 3. При рентгеновском обследовании грудной клетки средняя эквивалентная доза облучения легких составила 180 мкЗв; молочной железы – 30 мкЗв; щитовидной железы - 50 мкЗв; красного костного мозга – 110 мкЗв; гонад – 10 мкЗв; поверхности костной ткани – 23 мкЗв; желудка, кишечника, печени, почек, поджелудочной железы – по 20 мкЗв. Облучением остальных органов и тканей можно пренебречь. Определить эффективную дозу, полученную пациентом при обследовании.