Радиоактивность- самопроизвольное превращение ядер атомов с испусканием ионизирующего излучения.
Для измерения активности радиоактивного вещества в Международной системе единиц СИ установлена единица - беккерель (Бк); I Бк = I распад/с.
Внесистемная единица активности - кюри (Ки); I Ки = 3,7-Ю10 Бк.
Период полураспада(Т|/2) - время, в течение которого распадается половина атомов радиоактивного вещества.
Основными терминами, характеризующими радиоактивность, являются проникающая радиация, ионизирующее излучение и облучение.
Проникающая радиация- поток у-лучей и нейтронов, выделяющихся из зоны ядерного взрыва и распространяющихся в воздухе во все стороны на многие сотни метров и вызывающих ионизацию атомов среды, через которую они проникают (газа, жидкости, твердого тела, биологической ткани).
Ионизирующее излучение- излучение, образующее при взаимодействии со средой положительные и отрицательные ионы. Основными параметрами ионизирующего излучения являются доза излучения, мощность дозы излучения.
Различают:
а-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из положительно заряженных а-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях;
р-излучение - поток (3-частиц (отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов) с непрерывным энергетическим спектром;
у-излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц.
Нейтронное излучение- поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей способностью.
Энергию а-, (3-частиц, у-квантов и нейтронов измеряют в специальных единицах - электронвольтах (эВ).
При воздействии ионизирующих излучений на биологическую ткань происходит разрушение молекул с образованием химически активных свободных радикалов, являющихся пусковым механизмом повреждений внутриклеточных структур и самих клеток. Повреждение клетки приводит либо к ее гибели, либо к нарушению се функций с сохранением способности к размножению.
Поврежденные клетки тела, сохранившие способность к размножению, в отдаленные сроки могут привести к развитию различных, в том числе опухолевой природы, заболеваний, а поврежденные гсрмснативныс (зародышевые) клетки - к генетическим заболеваниям у потомков облученных лиц. При оценке отдаленных последствий облучения необходимо иметь в виду, что не только ионизирующее излучение может привести к подобным эффектам. Существует ряд неблагоприятных факторов (курение, алкоголь, химические воздействия, солнечное излучение и др.), также приводящих к спонтанно возникающим опухолевым и наследственным заболеваниям.
Облучение- это процесс взаимодействия излучения с окружающей средой. Реакция облучаемого объекта на лучевое воздействие связана лишь с той частью энергии излучения, которая передается ему в данных конкретных условиях.
Радиационные эффекты:
- детерминированные (ранее называвшиеся нестохастическими) - биологические эффекты излучения, для которых существует дозовый порог, выше которого тяжесть этого эффекта возрастает с увеличением дозы;
- стохастические - биологические эффекты излучения, для которых предполагается отсутствие дозового порога их возникновения. Принимается, что вероятность возникновения этих эффектов пропорциональна величине воздействующей дозы, а тяжесть их проявления от дозы не зависит. При облучении человека к стохастическим эффектам относят злокачественные опухоли и наследственные заболевания;
- соматические - детерминированные и стохастические биологические эффекты излучения, возникающие у облученного индивидуума;
- наследственные - стохастические эффекты, проявляющиеся у потомства облученного индивидуума.
Лучевая болезнь- общее заболевание организма, развивающееся вследствие воздействия ионизирующего излучения. Различают острую лучевую болезнь (ОЛБ) и хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) различной степени тяжести.
Поглощенная доза (D)- дозиметрическая величина, измеряемая количеством энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества (биологической ткани).
В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является грей (Гр); 1 Гр = 1 Дж/кг вещества.
Внесистемная единица-рад; 1 рад = 1-10"2Гр.
Экспозиционная доза(X) - количественная характеристика фотонного излучения с энергией до 3 МэВ, основанная на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе; представляет собой отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, созданных в воздухе, к массе воздуха в указанном объеме.
Экспозиционная доза ионизирующего излучения используется для измерения у-и рентгеновского излучения, воздействующего на объект (организм). Это количественная характеристика общего излучения.
В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).
Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р); 1 Р = 2,58-10"4 Кл/кг.
С погрешностью до 5% экспозиционную дозу в рентгенах и поглощенную дозу (в биологической ткани) в радах можно считать совпадающими.
В процессе перехода на единицы СИ термин «экспозиционная доза» подлежит изъятию из употребления. Причиной, по которой экспозиционная доза (в частности, единица экспозиционной дозы - рентген) продолжает употребляться, является то, что шкала многих находящихся в эксплуатации дозиметрических приборов (ДП-5, СРП-68-01, РУП-1М и др.) проградуирована в рентгенах (мкР/ч, Р/с и т.п.). То же касается и многих других величин измерения - употребляются как системные, так и внесистемные единицы.
Эквивалентная доза(Н) - поглощенная доза, усредненная по органу или ткани, взвешенная по качеству с точки зрения особенностей биологического действия данного излучения. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется весовым множителем излучения (ранее - фактор качества). Эквивалентная доза конкретной ткани рассчитывается как сумма произведений поглощенных доз (усредненных по данной ткани от каждого вида излучения) на соответствующий весовой множитель излучения.
В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1 Зв = 1 Дж/кг.
Эффективная доза(Е) - эквивалентная доза, взвешенная по относительному вкладу данного органа или ткани в полный ущерб от стохастических (онкологические и наследственные заболевания) эффектов при тотальном облучении всего тела. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется тканевым весовым множителем. Эффективная доза - это сумма произведения эквивалентных доз в различных органах и тканях на соответствующий тканевый весовой множитель для этих органов и тканей.
Единица измерения эффективной дозы - зиверт (Зв).
Эффективная доза используется только для оценки вероятности возникновения стохастических эффектов и только при условии, когда поглощенная доза значительно ниже порога дозы, вызывающей клинически проявляемые поражения.
Производные единицы СИ, используемые в дозиметрии ионизирующих излучений, и их соотношения с внесистемными единицами приведены в Приложении 17.