ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 13

Приборы радиационной, химической разведки и дозиметрического контроля

Цель – изучить дозиметрические приборы, их назначение и использование

1. Основы дозиметрии

Дозиметрия – это область прикладной ядерной физики, изучающая физические параметры, которые характеризуют действие ИИ на различные живые и неживые объекты.

Важным параметром дозиметрии является доза излучения.

Применяются следующие виды доз излучения: экспозиционная; поглощенная; эквивалентная; эффективная.

Экспозиционная доза используется, если для излучения поглощающей средой является воздух. За единицу измерения экспозиционной дозы в СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р). Один рентген – это доза, при которой в 1см³ сухого воздуха образуется 2,08×10⁹ пар ионов. (1Р=2.58×10^-4 Кл/кг).

Поглощенная доза – есть количество энергии ионезирующего излучения (ИИ), переданное единице массы объекта.

Поглощенная доза применима к любому виду ИИ и к любой поглощающей среде.

В интернациональной системе СИ с 1.1.1982 года поглощенная доза измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг). Эта единица получила название - грей (Гр). На практике часто применяется внесистемная единица, которая называется рад. При этом справедливо следующее соотношение 1 рад=0,01 Гр.

Эквивалентная доза Н_Т учитывает для некоторого органа Т человека суммарное воздействие различных видов R излучения и определяется как

,

где - W_R - коэффициент качества излучения вида R, равный:

• для рентгеновского и гамма-излучения – 1;

• для бета-излучения - 1;

• для альфа-излучения – 20;

• для нейтронного излучения – 2-10 (в зависимости от величины энергии);

D_TR - средняя поглощенная доза органа T от излучения вида R.

В СИ эквивалентная доза измеряется единицей, которая названа Зиверт (Зв) в честь известного шведского физика. Внесистемной единицей является биологический эквивалент рентгена – бэр. При этом для гамма-излучения с небольшой погрешностью справедливо: 1 бэр≈1 Р≈0,01 Зв.

Эффективная доза E применяется для оценки риска появления в будущем последствий облучения всего тела человека или его отдельных органов с учетом их чувствительности к радиации. Эффективная доза E определяется как

,

где W_T – взвешивающий коэффициент для органа T;

H_T - эквивалентная доза облучения органа Т.

Взвешивающий коэффициент W_T учитывает индивидуальную чувствительность каждого органа Т (табл.1). Таблица 1

Значения взвешивающих коэффициентов W_T для различных органов

Органы тела человека	Коэффициент WT
Половые железы	0,20
Костный мозг (красный), кишечник, легкие, желудок	0,12
Мочевой пузырь, грудная железа, печень, пищевод, щитовидная железа	0,05
Надпочечники, головной мозг, тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа, матка и пр.	0,05
Кожа, клетки костных поверхностей	0,01

Мощность эквивалентной дозы (МЭД), то есть, приращение эквивалентной дозы в единицу времени. Часто этот параметр называют короче - мощность дозы. Она характеризует величину дозы от любого излучения, полученную объектом в течение определенного времени.

Единица измерения МЭД - Гр/с (грей в секунду). Широко используется и внесистемная единица измерения мощности дозы – Р/ч (рентген в час).

Если период времени, за который определяется ожидаемая эффективная доза, не задан, то его принимают равным для взрослого человека – 50 лет, а для ребенка – (70 лет минус возраст ребенка).

Уровень радиации – это мощность дозы, измеренная на высоте 1 м от поверхности земли. Именно на такой высоте расположены жизненно важные органы человека, особо подверженные вредному воздействию ИИ.

Уровень радиации показывает дозу ИИ, которую получит незащищенный человек, находясь на РЗМ определенное время. Единицы измерения уровня радиации и МЭД совпадают.

Уровень радиации обусловлен природной радиоактивностью земных недр, Солнца и промышленной деятельностью человека. Такой уровень радиации, типичный для данной местности, называется фоновым.

Фоновый уровень радиации у поверхности земли в значительной степени обусловлен присутствием газа радона. На его долю приходится более половины суммарной дозы радиации, которую человек получает из окружающей среды.

При высокой концентрации радона в воздухе, его попадание в легкие вызывает их ожог и онкологические заболевания. Предельно допустимая концентрация радона в воздухе помещений – 100 Бк/м³. Предельно допустимое поступление радона в организм через органы дыхания - 146 мБк/год.

Радон (Rn) - радиоактивный элемент с атомным номером 86. Открыт великим английским ученым Э.Резерфордом в 1899 г. Представляет собой одноатомный газ без цвета и запаха с плотностью 9,81 г/л, температурой кипения минус 62°C и температурой плавления минус 71°C. Растворимость в воде – 460 мл/л. Растворимость в органических растворителях и в жировой ткани человека выше, чем в воде. Легко адсорбируется активированным углем.

Эффективная доза излучения за период жизни для населения РФ, начиная с 1 января 2000 года, полученная от всех видов ИИ, не должна превышать 70 мЗв (7 Р). С указанного времени в РФ действуют «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)».

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рекомендовала

в качестве предельно допустимой дозы (ПДД) разового аварийного облучения 25 бэр и профессионального хронического облучения до 5 бэр в год и установила в 10 раз меньшую дозу для ограниченных групп населения.

Генетически значимые дозы для населения находятся в пределах 7-55мбэр/год. При общем внешнем облучении человека дозой в 150-400 рад развивается лучевая болезнь легкой и средней степени тяжести; при дозе 400-600 рад тяжелая лучевая болезнь; облучение в дозе свыше 600 рад является абсолютно смертельным, если не используются меры профилактики и терапии.