Мощность поглощённой дозы
Содержание:
- Нормы согласно СанПин
- Сводная таблица единиц измерения
- Сводная таблица единиц измерения
- Оценка действия радиации на живые организмы
- Групповые дозы
- Радиация и радиационный фон, какую дозу человек получает за год
- Поглощённая доза
- Допустимые дозы радиации
- Допустимые и смертельные дозы для человека
- Экспозиционная доза
- Эквивалентная доза. Относительная биологическая эффективность (обэ). Коэффициент качества излучения. Единицы эквивалентной дозы.
- Единица измерения дозы облучения / дозы радиации Зиверт. Единица измерения радиации Зиверт. Опасные и повседневные уровни радиации.
- Экспозиционная доза
- Сила воздействия дозы и единицы измерения
- В чем измеряют излучение?
- Единицы измерения радиации
- Грей
- Эквивалентная доза (биологическая доза)
Нормы согласно СанПин
Документы:
- НРБ-99. Это основной документ. Прописаны нормативы отдельно для гражданского населения и работников, чей труд предполагает контакты с источниками радиации.
- ОСПОР-99.
- Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
- В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
- Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.
Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.
Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.
Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.
Бананы содержат калий-40. Однако, чтобы получить количество, которое будет опасно, необходимо употребить в пищу миллионы этих продуктов.
Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы)
Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.
Сводная таблица единиц измерения
Физическая величина | Внесистемная единица | Единица СИ | Переход от внесистемной единицы к единице СИ |
---|---|---|---|
Активность нуклида в радиоактивном источнике | Кюри (Ки) | Беккерель (Бк) | 1 Ки = 3.7·1010 Бк |
Экспозиционная доза | Рентген (Р) | Кулон/килограмм (Кл/кг) | 1 Р = 2,58·10−4 Кл/кг |
Поглощенная доза | Рад (рад) | Грей (Дж/кг) | 1 рад = 0,01 Гр |
Эквивалентная доза | Бэр (бэр) | Зиверт (Зв) | 1 бэр = 0,01 Зв |
Мощность экспозиционной дозы | Рентген/секунда (Р/c) | Кулон/килограмм (в) секунду (Кл/кг·с) | 1 Р/c = 2.58·10−4 Кл/кг·с |
Мощность поглощенной дозы | Рад/секунда (Рад/с) | Грей/секунда (Гр/с) | 1 рад/с = 0.01 Гр/c |
Мощность эквивалентной дозы | Бэр/секунда (бэр/с) | Зиверт/секунда (Зв/с) | 1 бэр/c = 0.01 Зв/с |
Интегральная доза | Рад-грамм (Рад·г) | Грей-килограмм (Гр·кг) | 1 рад·г = 10−5 Гр·кг |
Сводная таблица единиц измерения
Физическая величина | Внесистемная единица | Единица СИ | Переход от внесистемной единицы к единице СИ |
---|---|---|---|
Активность нуклида в радиоактивном источнике | Кюри (Ки) | Беккерель (Бк) | 1 Ки = 3.7⋅1010 Бк |
Экспозиционная доза | Рентген (Р) | Кулон/килограмм (Кл/кг) | 1 Р = 2,58⋅10−4 Кл/кг |
Поглощенная доза | Рад (рад) | Грей (Дж/кг) | 1 рад = 0,01 Гр |
Эквивалентная доза | Бэр (бэр) | Зиверт (Зв) | 1 бэр = 0,01 Зв |
Мощность экспозиционной дозы | Рентген/секунда (Р/c) | Кулон/килограмм (в) секунду (Кл/кг·с) | 1 Р/c = 2.58⋅10−4 Кл/кг·с |
Мощность поглощенной дозы | Рад/секунда (Рад/с) | Грей/секунда (Гр/с) | 1 рад/с = 0.01 Гр/c |
Мощность эквивалентной дозы | Бэр/секунда (бэр/с) | Зиверт/секунда (Зв/с) | 1 бэр/c = 0.01 Зв/с |
Интегральная доза | Рад-грамм (Рад·г) | Грей-килограмм (Гр·кг) | 1 рад·г = 10−5 Гр·кг |
Оценка действия радиации на живые организмы
Если живые ткани облучить разными видами радиации, имеющими одинаковую энергию, то последствия для живой ткани будут сильно отличаться в зависимости от вида радиоактивного излучения. Например, последствия от воздействия альфа излучения с энергией в 1 Дж на 1 кг вещества будут сильно отличаться от последствий воздействия энергии в 1 Дж на 1 кг вещества, но только гамма излучения. То есть при одинаковой поглощенной дозе радиации, но только от разных видов радиоактивного излучения, последствия будут разными. То есть для оценки влияния радиации на живой организм недостаточно просто понятия поглощенной или экспозиционной дозы радиации. Поэтому для живых тканей было введено понятие эквивалентной дозы.
Эквивалентная доза — это поглощённая живой тканью доза радиации, умноженная на коэффициент k, учитывающий степень опасности различных видов радиации. В системе СИ для измерения эквивалентной дозы используется — Зиверт (Зв).
Используемая внесистемная единица эквивалентной дозы — Бэр (бэр): 1 Зв = 100 бэр.
Коэффициент k | |
Вид излучения и диапазон энергий | Весовой множитель |
Фотоны всех энергий (гамма излучение) | 1 |
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) | 1 |
Нейтроны с энергией < 10 КэВ (нейтронное излучение) | 5 |
Нейтроны от 10 до 100 КэВ (нейтронное излучение) | 10 |
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ (нейтронное излучение) | 20 |
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ (нейтронное излучение) | 10 |
Нейтроны > 20 МэВ (нейтронное излучение) | 5 |
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) | 5 |
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) | 20 |
Чем выше «коэффициент k» тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.
Для более лучшего понимания, можно немного по-другому дать определение «эквивалентной дозы радиации»:
Эквивалентная доза радиации — это количество энергии поглощённое живой тканью (поглощенная доза в Грей, рад или Дж/кг) от радиоактивного излучения с учетом степени воздействия (наносимого вреда) этой энергии на живые ткани (коэффициент К).
Групповые дозы
Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе — сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путём умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица — человеко-бэр (чел.-бэр). Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
Кроме того, выделяют следующие дозы:
- пороговая — доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
- предотвращаемая — прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
- удваивающая — доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску.
- минимально летальная — минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облучённых объектов.
Радиация и радиационный фон, какую дозу человек получает за год
Услышав слово «радиация», вы, наверное, сразу себе представили атомную станцию и людей в специальных костюмах с дозиметрами, а в ушах появился легкий треск. А что вы знаете про радиационный фон, какова его норма и из чего он складывается в современном мире? Интересно? Тогда сейчас я расскажу все подробно.
Что такое радиация
Итак, для начала давайте узнаем, что же такое радиация. Радиация — это ионизирующее излучение (поток фотонов, элементарных частиц или же атомов ядер), которое способно ионизировать вещество. Звучит не совсем понятно, верно? Если сказать по-простому, то радиация — это излучение, которое оказывает то или иное (чаще отрицательное) воздействие на живой организм.
Откуда она берется
Итак, основными источниками радиации являются:
- Естественные (природные) радиоактивные вещества, которые окружают и находятся внутри нас (73% от общего фона).
- Разнообразные медицинские процедуры (флюорография и т. п. Порядка 13% от общего фона).
- Излучение из космического пространства (14% от общего фона).
Кроме этого существует еще один источник радиоактивного излучения, но он к естественному фону не имеет никакого значения. Я имею виду техногенные катастрофы (например, печально известная авария на Чернобыльской АЭС).
Кроме этого за последние 50 лет было произведено просто огромное количество ядерных испытаний, которые так же внесли свою лепту в увеличение общего радиационного фона нашей планеты.
В результате взрывов общее содержание в атмосфере такого элемента как углерод-14 выросло на 2,6%. И на сегодняшний день такие испытания увеличили радиационную нагрузку на человека на 1 мбэр/год, что равно примерно 1% от общей дозы ежегодного облучения.
Помимо этого, энергетика также вносит свои коррективы. Ведь мы добываем огромное количество нефти, угля, газа, среди которых на поверхность поднимаются такие элементы как калий-40, уран-238 и торий-232.
И если измерить радиационный фон возле ТЭЦ, то можно увидеть, что приблизительная годовая доза будет составлять от 0,5 до 5 мбэр/год.
В каких единицах измеряется радиация
Для того, чтобы измерить энергию излучения используют разные величины. Так, например, среди медиков радиацию измеряют в зиверт, которая характеризует эквивалентную дозу облучения, полученную организмом за процедуру. Именно в этой величине принято измерять уровень радиационного фона.
А вот, такая единица измерения как Беккерель используется для определения радиоактивности воды, почвы и т. д. за единицу объема.
Максимально допустимые дозы облучения
У каждого, кто хоть раз изучал данную тематику, сразу же вставал вопрос, а какой уровень радиации безопасен?
Так вот, естественным, а значит и безопасным фоном считается фон порядка 0,1 – 0,2 мкЗв/ч.
Принято считать постоянный фон выше 1,2 мкЗв/ч опасным для человека (тут следует понимать четкое различие между постоянным воздействием и краткосрочным).
«А много ли это?» — спросите вы.
Так вот, например радиационный фон возле «Фукусима -1» сразу после аварии, превышал допустимую норму в 1600 раз и был зафиксирован уровень в 161 мкЗв/час.
А на Чернобыльской АЭС уровень радиации достигал величины в несколько тысяч микрозиверов в час.
Летчики да и пассажиры авиалайнеров, пролетая даже над так называемыми чистыми территориями за три часа полета получают дозу облучения в 30 мкЗв.
Если у вас до сих пор старый лучевой монитор, ну или телевизор, то за два часа просмотра вы получаете такую же дозу как если бы вы сходили в кабинет флюорографии.
А вот любители покурить вместе с никотином и другими маслами получают облучение в 2,7 мкЗв за год (при условии курения одной сигареты в сутки).
На сегодня это все, что я хотел вам рассказать про радиацию и радиационный фон. В следующих статьях я расскажу вам о том, каким образом влияют на организм различные дозы радиации, а так же каким образом можно обезопасить себя от лишней радиации. Так что подписывайтесь и делайте репосты с лайками (если конечно материал вам понравился).
Поглощённая доза
Основная статья: Поглощённая доза
При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддаётся 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 определённому 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 поглощённой энергии ионизирующего излучения к массе поглощающего вещества.
За единицу измерения поглощённой дозы в системе СИ принят грей (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль. Внесистемной единицей поглощённой дозы является рад. 1 Гр = 100 рад.
Допустимые дозы радиации
- допустимый уровень радиоактивного излучения от естественных источников излучения, иначе говоря естественный радиоактивный фон, в соответствии с нормативными документами, может быть в течении пяти лет подряд не выше чем
0,57 мкЗв/час
В последующие года, радиационный фон должен быть не выше 0,12 мкЗв/час
предельно допустимой суммарной годовой дозой, полученной от всех техногенных источников, является
1 мЗв/год
Величина 1 мЗв/год, суммарно должна включать в себя все эпизоды техногенного воздействия радиации на человека. Сюда входят все типы медицинских обследований и процедур, включает флюорографию, рентген зуба и так далее. Так же сюда относятся полеты на самолетах, прохождение через досмотр в аэропорту, получение радиоактивных изотопов с пищей и так далее.
Допустимые и смертельные дозы для человека
Миллизиверт (мЗв) часто используется как мера дозы при медицинских диагностических процедурах (рентгеноскопия, рентгеновская компьютерная томография и т. п.).
Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апреля 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации». Среднемировая доза облучения от рентгенологических исследований, накопленная на душу населения за год, равна 0,4 мЗв, однако в странах с высоким уровнем доступа к медобслуживанию (более одного врача на 1000 человек населения) этот показатель растёт до 1,2 мЗв. Облучение от других техногенных источников значительно меньше: 0,005 мЗв от радионуклидов, оставшихся от атмосферных ядерных испытаний, 0,002 мЗв от Чернобыльской катастрофы, 0,0002 мЗв от ядерной энергетики.
Среднемировая доза облучения от естественных источников, накопленная на душу населения за год, равна 2,4 мЗв, с разбросом от 1 до 10 мЗв. Основные компоненты:
- 0,4 мЗв от космических лучей (от 0,3 до 1,0 мЗв, в зависимости от высоты над уровнем моря);
- 0,5 мЗв от внешнего гамма-излучения (от 0,3 до 0,6 мЗв, в зависимости от радионуклидного состава окружения — почвы, стройматериалов и т. п.);
- 1,2 мЗв внутреннего облучения от ингалируемых атмосферных радионуклидов, главным образом радона (от 0,2 до 10 мЗв, в зависимости от местной концентрации радона в воздухе);
- 0,3 мЗв внутреннего облучения от инкорпорированных радионуклидов (от 0,2 до 0,8 мЗв, в зависимости от радионуклидного состава пищевых продуктов и воды).
При однократном равномерном облучении всего тела и неоказании специализированной медицинской помощи смерть в результате острой лучевой болезни наступает в 50 % случаев:
- при дозе порядка 3—5 Гр из-за повреждения костного мозга в течение 30—60 суток;
- 10 ± 5 Гр из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лёгких в течение 10—20 суток;
- > 15 Гр из-за повреждения нервной системы в течение 1—5 суток.
Экспозиционная доза
Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.
Экспозиционная доза — это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобождённых или порождённых фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме.
В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.
Эквивалентная доза. Относительная биологическая эффективность (обэ). Коэффициент качества излучения. Единицы эквивалентной дозы.
Для оценки биологического эффекта
воздействия излучения произвольного
состава потребовалось введение новой
характеристики дозы. В задачах радиационной
безопасности при облучении в малых
дозах (меньше ~0,1 Гр) это эквивалентная
доза с единицей измерения в СИ – зиверт
(Зв). Зиверт – единица эквивалентной
дозы любого вида излучения в биологической
ткани, которое создаёт такой же
биологический эффект, как и поглощённая
доза в 1 Гр образцового рентгеновского
излучения (излучение с граничной энергией
200 КэВ). Внесистемная единица эквивалентной
дозы – бэр (биологический эквивалент
рада). Бэр – единица эквивалентной дозы
любого вида излучения в биологической
ткани, которое создаёт такой же
биологический эффект, как и поглощённая
доза в 1 рад образцового рентгеновского
излучения. Т.о., 1 Зв = 100 бэр.
Для сравнения биологических эффектов,
производимых одинаковой поглощённой
дозой различных видов излучения,
используют понятие «относительная
биологическая эффективность» (ОБЭ). Под
ОБЭ излучения понимают отношение
поглощённой дозы образцового рентгеновского
излучения к поглощённой дозе данного
рассматриваемого вида излучения, при
условии, что эти дозы вызывают одинаковый
биологический эффект. Регламентированные
значения ОБЭ, установленные для контроля
степени радиационной опасности при
хроническом облучении, называют
коэффициентом качества излучения K.
Этот безразмерный коэффициент определяет
зависимость неблагоприятных биологических
последствий облучения человека в малых
дозах от полной линейной передачи
энергии (ЛПЭ) излучения (табл. №10)
Табл. 10. Зависимость коэффициента
качества от ЛПЭ.
ЛПЭ, КэВ/мкм H2O |
3,5 |
7 |
23 |
53 |
175 |
K |
1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
Для
-квантов,
электронов и позитроновK=1.
Если спектральный состав излучения
неизвестен, рекомендуется использовать
значения K, приведённые
в табл. 11.
Табл. 11. ЗначенияKдля излучений различных видов с
неизвестным спектральным составом.
Вид излучения |
K |
Рентгеновское, |
1 |
Нейтроны с |
3 |
Нейтроны с |
10 |
Протоны с |
10 |
-излучение |
20 |
Тяжёлые |
20 |
Для нейтронов и протонов различной
энергии значения коэффициента качества
приведены в табл. 12.
Табл. 12. ЗначенияKдля протонов и нейтронов.
Энергия |
K |
Энергия |
K |
Энергия |
K |
Энергия |
K |
10-7 |
2,8 |
2,5 |
10,0 |
2 |
13,5 |
200 |
2,4 |
5∙10-3 |
2,5 |
5,0 |
8,4 |
5 |
11,7 |
500 |
2,1 |
2∙10-2 |
2,7 |
10,0 |
6,7 |
10 |
9,4 |
103 |
2,1 |
10-1 |
9,0 |
20 |
8,0 |
20 |
7,0 |
3∙103 |
2,2 |
5∙10-1 |
12,0 |
100 |
4,0 |
50 |
4,7 |
104 |
2,3 |
1 |
12,0 |
1000 |
2,5 |
100 |
3,4 |
105 |
2,4 |
Эквивалентная доза излучения (H)
определяется произведением поглощённой
дозы (D)
излучения в ткани на коэффициент качества
(K) этого излучения:
.
Если Dизмеряется в
Гр, тоH– в зивертах,
еслиD– в радах, тоH– в бэрах.
Итак, коэффициент качества Kизлучения – это зависящий от ЛПЭ
коэффициент, на который надо умножить
поглощённую дозу, чтобы биологический
эффект облучения людей выражался в
одной и той же мере независимо от вида
излучения.
Для смешанного излучения Hопределяют как
где Di– поглощённые дозы отдельных видов
излучения,Ki– соответствующие коэффициенты качества
этих излучений.
В связи с последними замечаниями единицу
эквивалентной дозы – Зиверт можно
определить и таким образом: Зиверт равен
такой эквивалентной дозе, при которой
произведение поглощённой дозы в
биологической ткани стандартного
состава на средний коэффициент качества
излучения равно 1 Дж/кг.
В биологическом объекте доза излучения
распределяется неравномерно. Распределение
её определяется накоплением вторичных
ионизирующих частиц и ослаблением в
объекте первичного излучения источника.
Конкуренция этих двух процессов может
приводить к появлению заметного максимума
в распределении дозы. Например, для
тепловых нейтронов он наблюдается на
глубине порядка 3 мм. При энергии 5–20
кэВ имеет место смещение максимума дозы
в глубь тела ( на несколько сантиметров).
С дальнейшим увеличением энергии
максимум дозы приближается к поверхности
и примерно с Е=100 кэВ локализуется на
ней. Далее, при энергии Е≥(2,5-5) МэВ
максимум дозы снова смещается в глубь
тела (исследования на фантомах).
Единица измерения дозы облучения / дозы радиации Зиверт. Единица измерения радиации Зиверт. Опасные и повседневные уровни радиации.
Зиверт (обозначение: Зв, Sv) — единица измерения СИ эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения (используется с 1979 г.). 1 зиверт — это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе 1 Гр (1 Грей).
Через другие единицы измерения СИ зиверт выражается следующим образом:1 Зв = 1 Дж/кг = 1 м2 / с2 (для излучений с коэффициентом качества, равным 1,0)
- Равенство зиверта и грея показывает, что эффективная доза и поглощeнная доза имеют одинаковую размерность, но не означает, что эффективная доза численно равна поглощeнной дозе. При определении эффективной дозы учитывается биологическое воздействие радиации, она равна поглощённой дозе, умноженной на коэффициент качества, зависящий от вида излучения и характеризует биологическую активность того или иного вида излучения. Имеет большое значение для радиобиологии.
- Единица названа в честь шведского учeного Рольфа Зиверта.
- Раньше (а иногда и сейчас) использовалась единица бэр(биологический эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man) — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. 100 бэр равны 1 зиверту. Также верно что 100 рентген = 1 зиверт с оговоркой, что рассматривается биологическое действие рентгеновского излучения.
Кратные и дольные единицы зиверта:
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
Кратные | Дольные | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
101 Зв | деказиверт | даЗв | daSv | 10-1 Зв | децизиверт | дЗв | dSv |
102 Зв | гектозиверт | гЗв | hSv | 10-2 Зв | сантизиверт | сЗв | cSv |
103 Зв | килозиверт | кЗв | kSv | 10-3 Зв | миллизиверт | мЗв | mSv |
106 Зв | мегазиверт | МЗв | MSv | 10-6 Зв | микрозиверт | мкЗв | µSv |
109 Зв | гигазиверт | ГЗв | GSv | 10-9 Зв | нанозиверт | нЗв | nSv |
1012 Зв | теразиверт | ТЗв | TSv | 10-12 Зв | пикозиверт | пЗв | pSv |
1015 Зв | петазиверт | ПЗв | PSv | 10-15 Зв | фемтозиверт | фЗв | fSv |
1018 Зв | эксазиверт | ЭЗв | ESv | 10-18 Зв | аттозиверт | аЗв | aSv |
1021 Зв | зеттазиверт | ЗЗв | ZSv | 10-21 Зв | зептозиверт | зЗв | zSv |
1024 Зв | йоттазиверт | ИЗв | YSv | 10-24 Зв | йоктозиверт | иЗв | ySv |
применять не рекомендуется |
Допустимые и смертельные дозы радиации для человека
- Миллизиверт часто используется как мера дозы при медицинских диагностических процедурах (рентгеноскопия, рентгеновская компьютерная томография и т. п.).
- Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апр. 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации».
- Естественное фоновое ионизирующее излучение в среднем равно 2,4 мЗв/год. При этом разброс значений фонового излучения в разных точках Земли составляет 1—10 мЗв/год.
При однократном равномерном облучении всего тела и неоказании специализированной медицинской помощи смерть наступает в 50 % случаев:
- при дозе порядка 3-5 Зв из-за повреждения костного мозга в течение 30—60 суток;
- 10 ± 5 Зв из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лeгких в течение 10—20 суток;
- > 15 Зв из-за повреждения нервной системы в течение 1—5 суток.
Экспозиционная доза
Основная статья: Экспозиционная доза
Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.
Экспозиционная доза — это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобождённых или порождённых фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме.
В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.
Сила воздействия дозы и единицы измерения
Показатель интенсивности облучения – подстановка конкретной дозы под влияние определенного излучения за временную измерительную единицу. Этой величине присуща разность дозы (эквивалентной, поглощенной и др.) деленной на единицу измерения времени. Существует множество специально созданных единиц.
Поглощенная доза излучения определяется по формуле подходящей конкретному излучению и типу поглощаемого количества излучения (биологическому, поглощенному, экспозиционному и т.д.). Существует множество способов их вычисления, основанных на разных математических принципах, и используются различные измерительные единицы. Примерами измерительных единиц служат:
- Интегральный вид – грей-килограмм в СИ, вне системы измеряется в рад-граммах.
- Эквивалентный вид – зиверт в СИ, вне системы измеряется – в бэрах.
- Экспозиционный вид – кулон-килограмм в СИ, вне системы измеряется – в рентгенах.
Существуют и другие измерительные единицы, соответствующие иным формам поглощенной дозы излучения.
В чем измеряют излучение?
Во Всемирной паутине можно найти немало литературы, посвященной радиоактивному излучению. Практически в каждом источнике встречаются числовые показатели норм облучения и следствия их превышения. Разобраться в непонятных единицах измерения удается не сразу. Изобилие информации, характеризующей предельно допустимые дозы облучения населения, могут легко запутать и знающего человека. Рассмотрим понятия в минимальном и более понятном объеме. В чем измеряют радиационное излучение? Список величин весьма внушителен: кюри, рад, грэй, беккерель, бэр — это только основные характеристики дозы облучения. Зачем так много? Их применяют для определенных областей медицины и охраны окружающей среды. За единицу воздействия радиации на какое-либо вещество принимают поглощенную дозу – 1 грэй (Гр), равный 1 Дж/кг.
При воздействии излучения на живые организмы говорят об эквивалентной дозе. Она равна поглощенной тканями организма дозе в перерасчете на единицу массы, умноженной на коэффициент повреждения. Константа выделена для каждого органа своя. В результате вычислений получается число с новой единицей измерения – зиверт (Зв).
На основании уже полученных данных о влиянии принятого излучения на ткани определенного органа определяется эффективная эквивалентная доза облучения. Этот показатель вычисляется при помощи умножения предыдущего числа в зивертах на коэффициент, который учитывает разную чувствительность тканей к радиоактивному излучению. Его значение позволяет оценить с учетом биологической реакции организма количество поглощенной энергии.
Единицы измерения радиации
Уже давно доказано, что радиационный фон присутствует практически везде, просто в большинстве мест его уровень признается безопасным. Уровень радиации измеряется в определенных показателях, среди которых основными считаются дозы – единицы энергии, поглощаемые веществом в момент прохождения ионизирующего излучения через него.
Основные виды доз и единицы их измерения можно перечислить в таких определениях:
- Доза экспозиционная – создается при гамма- или рентгеновском излучении и показывает степень ионизации воздуха; внесистемные единицы измерения – бэр или «рентген», в международной системе СИ классифицируется как «кулон на кг»;
- Поглощенная доза – единица измерения – грэй;
- Эффективная доза – определяется в индивидуальном порядке для каждого органа;
- Доза эквивалентная – в зависимости от разновидности излучения, рассчитывается исходя из коэффициентов.
Радиационное излучение может быть определено только при помощи специальных средств и приборов. При этом существуют определенные дозы и установленные нормы, среди которых строго конкретизированы допустимые показатели, негативные дозы воздействия на человеческий организм и смертельные дозы.
Грей
Это еще одна единица измерения уровня радиации, которая признана Международной системой единиц. Она отражает поглощенную дозу радиации. Считается, что вещество получило дозу в один грей, если энергия, которая передалась с излучением, равна одному джоулю на килограмм.
Эта единица получила свое название в честь английского ученого Льюиса Грея и была официально введена в науку в 1975 году. По правилам, полное название единицы пишется с маленькой буквы, но ее сокращенное обозначение – с большой. Один грей равен ста радам. Помимо простых единиц, в науке используют еще кратные и дольные их эквиваленты, такие как килогрей, мегагрей, децигрей, сантигрей, микрогрей и другие.
Эквивалентная доза (биологическая доза)
Основная статья: Эквивалентная доза
Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощённых дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжёлая частица (например протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем лёгкая (например электрон). При одной и той же поглощённой дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путём умножения значения поглощённой дозы на специальный коэффициент — взвешивающий коэффициент излучения, учитывающий относительную биологическую эффективность различных видов радиации.
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощённой в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощённая доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1954 года — биологический эквивалент рентгена, после 1954 года — биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.