Мощность поглощенной дозы

Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения «Р_п» – это отношение приращения поглощенной дозы «dД» за интервал времени «dt» к этому интервалу времени:

Р_п = dД/ dt.

За единицу измерения в СИ принят Грей в секунду (Гр/с), то есть такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с в веществе создается доза излучения 1 Гр, (1Гр/с = 1 Дж/кг с), внесистемная единица рад/с.

Производные единицы: мГр/с, мкГр/с, мрад/с, мкрад/с.

Если подходить строго, следует различать переданную энергию и поглощенную энергию излучения, которая представляет собой полную энергию излучения, потерянную полем при взаимодействиях. Во многих случаях понятия поглощенной энергии и переданной энергии идентичны и различием между ними при этом вообще пренебрегают. Значение поглощенной дозы излучения зависит от свойств излучения, поглощающей среды и не определяет в полной мере реакцию облучаемого объекта на воздействие излучения, так как при одинаковой поглощенной энергии ионизирующего излучения биологическое действие различных видов излучения различное.

В биологическом объекте поглощенная доза излучения распределяется неравномерно.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗЫ ПО ГЛУБИНЕ БИОТКАНИ

Рассмотрим, как изменяется поглощенная доза по глубине биологической ткани при облучении ее плоским мононаправленным источником гамма-излучения, нормально падающим на плоскую границу полубесконечной среды – биоткани (рисунок 20).

Рисунок 20. Распределение поглощенной дозы по глубине биоткани.

Если биологическая ткань окружена нерассеивающей и непоглощающей средой, то на ее поверхности (d = 0), поглощенная доза формируется только вторичными заряженными частицами, образовавшимися в биоткани при распространении косвенно-ионизирующего излучения и приходящими в точку детектирования на поверхности среды из заднего пространства (точка А). С увеличением глубины «d» к ним добавляются частицы, приходящие из переднего слоя среды между ее границей и точкой детектирования. Это приводит к возрастанию поглощенной дозы.

Следовательно, формирование поглощенной дозы обусловлено двумя противоположными процессами: накоплением вторичного излучения и ослаблением первичного излучения.

Обычно, до некоторой глубины d₀ преобладает первый процесс, после глубины d₀ – второй. На глубине d₀ поглощения доза имеет максимальное значение (точка В).

Если в первичном излучении присутствуют также заряженные частицы, то поглощенная доза будет возрастать слабее (кривая ЕВС).

Для бета–излучения поглощенная доза с глубиной падает (кривая ЕВС). Степень воздействия излучения при облучении обычно принято характеризовать максимальным значением дозы облучения в теле человека. Использование этих значений доз исключает превышение допустимой дозы в любой точке тела человека. Слово «максимальное» обычно для краткости опускают. Следуя этому, под максимальными тканевыми дозами будем понимать их максимальные значения.

КЕРМА И ЕЕ МОЩНОСТЬ

Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений используют понятие «КЕРМА».

Керма «К» – это отношение суммы первоначальных кинетических энергий «dW_к» всех заряженных ионизирующих частиц, образованных под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества, к массе «dm» вещества в этом объеме:

К = dW_к / dm.

В качестве вещества для фотонного излучения часто используют воздух.

«Керма» характеризуется кинетической энергией вторичных заряженных частиц, в том числе и той частью, которая расходуется затем на тормозное излучение. Таким образом, керма для моноэнергетического пучка фотонного излучения может быть представлена в виде суммы двух членов:

К = К_и+в + К_т ,

где, К_и+в – кинетическая энергия затраченная на ионизацию и возбуждение, К_т – компонента кермы, затраченная на тормозное излучение.

Для сред с малым «Z»(воздух) тормозное излучение незначительно. Для энергий фотонов радионуклидных источников (Е_γ ≤ 3 МэВ) значение кермы в воздухе может превышать значение поглощенной дозы в воздухе не более чем на 1 %. Следовательно, поглощенная доза в воздухе и керма в воздухе равны с погрешностью до 1 %.

Если потерями энергии на тормозное излучение можно пренебречь, то керма совпадает с поглощенной дозой от вторичных электронов в условиях равновесия заряженных частиц. Для ткани достаточно большой массы «керма» обычно практически совпадает с поглощенной дозой от вторичных заряженных частиц.

Для тонких слоев, таких как кожный покров и материал одежды, керма и поглощенная доза различаются.

Единица измерения кермы в СИ – Грей (Гр), внесистемная – рад. Мощность кермы – Гр/с, рад/с.

Поиск по сайту: