РАЗДЕЛ 4. ДОЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Исторически величины, используемые для измерения "количества" ионизирующего излучения (в дальнейшем называемого "излучение"), основываются на большом числе актов ионизации, происшедших в конкретной ситуации, или большом количестве энергии, переданной обычно определенной массе вещества. Такие приближения не позволяют учитывать дискретную природу процесса ионизации, но эмпирически оправдываются тем, что макроскопические величины (подобранные для различных видов излучения) прекрасно согласуются с получаемыми биологическими эффектами.

Будущие исследования вполне могут показать, что было бы лучше использовать другие величины, основанные на статистическом распределении актов в малом объеме вещества, соответствующем размерам, биологических сущностей, таких, как ядро клетки или ее молекулярная ДНК. Но пока Комиссия рекомендует применение макроскопических величии. Они известны как дозиметрические величины и их формальное определение дано Международной комиссией по радиационным единицами измерениям (МКРЕ).

До обсуждения дозиметрических величин необходимо предварительно напомнить часть сведений о биологических эффектах излучения. Процесс ионизации неизбежно вызывает изменения атомов и молекул, по крайней мере временные, и таким образом, может иногда повредить клетки. Если повреждение произошло и полностью не устранилось, оно может воспрепятствовать выживанию или воспроизводству клетки или же дать в результате жизнеспособную, но измененную клетку. Два указанных исхода облучения клетки имеют существенно разное значение для организма в целом.

Потеря даже многих клеток не влияет на большинство органов и тканей тела, но если число потерянных клеток достаточно велико, то может быть нанесен заметный ущерб, отражающийся в утрате функции ткани. Вероятность нанесения такого ущерба будет равна нулю при малых дозах, но выше некоторого уровня дозы (порога) будет круто возрастать до единицы (100%). Выше порога тяжесть ущерба также будет увеличиваться вместе с дозой. По этим причинам, эффекты данного типа, ранее называемые "нестохастическими", теперь называются Комиссией "детерминированными".

Результат будет совершенно другим, если облученная клетка не погибла, а изменилась. Несмотря на существование высокоэффективных защитных механизмов, при репродуцировании измененной, но жизнеспособной соматической клетки после разной продолжительности задержки, называемой латентным периодом, может возникнуть клон клеток, являющийся проявлением злокачественного состояния, т. е. рака. Вероятность возникновения рака в результате облучения обычно возрастает с увеличением дозы, по-видимому, без порога и приблизительно пропорционально дозе, по меньшей мере, при дозах, значительно ниже порогов для детерминированных эффектов. Доза не влияет на тяжесть заболевания раком. Эффекты такого типа называются "стохастическими", что говорит об их "случайной или статической природе". Если повреждение возникает в клетке, функция которой заключается в передаче генетической информации последующим поколениям, то любые возникающие в результате эффекты самых различных типов и степени тяжести отражаются на потомстве облученного человека. Стохастические эффекты такого типа называются "наследуемыми".

Экспозиционная доза и ее мощность, единицы измерения

Экспозиционная доза.

Для оценки поля фотонного излучения одним из первых было введено понятие экспозиционной дозы и ее мощности.

Экспозиционная доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха.

Экспозиционная доза «Х» –это количественная характеристика фотонного излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и представляет собой отношение суммарного заряда «d Q» всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой «d m»,полностью остановились (поглотились), к массе воздуха в указанном объеме:

Х = .

Понятие экспозиционной дозы рекомендовано для фотонов с энергией до

3 МэВи только для воздуха.

Таким образом гамма–кванты, поступающие в 1.293*10^{-3 г (0,001293 г) или 1 см3} сухого атмосферного воздуха, образуют в нем вторичные электроны, которые создают ионы как внутри, так и вне рассматриваемой массы воздуха. Все эти положительные и отрицательные ионы, дающие заряд 1 СГСЭ каждого знака при определении единицы экспозиционной дозы должны быть учтены

При определении экспозиционной дозы облучения должно выполняться условие электронного равновесия: каждому электрону, покидающему рассматриваемый объем, соответствует другой электрон такой же энергии, который входит в этот объем(рисунок 19):

Рисунок 19. К понятию электронного равновесия.

Единица измерения экспозиционной дозы в СИ: кулон на килограмм.

1 Кл/кг равен экспозиционной дозе, при которой все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в объеме воздуха массой 1 кг, производят ионы, несущие электрический заряд 1Кл каждого знака.

Внесистемная единица экспозиционной дозы: Рентген (Р).Рентген – это единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого через 0,001293 г сухого атмосферного воздуха (0 ⁰С и 760 мм. рт. ст.) в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Соотношение между системной и несистемной единицей имеет вид:

1 Кл/кг = 3876 Р, 1 Р = 2,58*10^–4 Кл/кг.

Производные единицы: миллирентген (мР) микрорентген (мкР); милликулон на килограмм (мКл/кг), микрокулон на килограмм (мкКл/кг).

Поиск по сайту: