Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе, умноженной на взвешивающий коэффициент[Комм. 1] данного вида излучения
(WR) , отражающий способность излучения повреждать ткани организма:
При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
Взвешивающий коэффициент гамма-излучения для биологической ткани по определению принимается равным единице, поэтому эквивалентная доза при облучении гамма-излучением численно равна поглощённой дозе. Взвешивающий коэффициент рентгеновского излучения, бета-частиц и мюонов также принимается равным единице. Согласно рекомендациям МКРЗ, взвешивающий коэффициент протонов и заряженных пионов равен 2, а альфа-частиц, осколков деления и тяжёлых ионов — 20. Взвешивающий коэффициент для нейтронов задан непрерывным спектром и определяется в зависимости от их кинетической энергии
En :
- для
- En W R = 2 , 5 + 18 , 2 ⋅ exp ( − ln 2 E n 6 ) , =2 5+18 2\cdot \exp \left(- E_ > >\right),>
- для
- En от 1 до 50 МэВ: W R = 5 , 0 + 17 , 0 ⋅ exp ( − ln 2 ( 2 E n ) 6 ) , =5 0+17 0\cdot \exp \left(- (2E_ )> >\right),>
- для
- En > 50 МэВ: W R = 2 , 5 + 3 , 25 ⋅ exp ( − ln 2 ( 0 , 04 ⋅ E n ) 6 ) =2 5+3 25\cdot \exp \left(- (0 04\cdot E_ )> >\right)>
Эквивалентная доза для тканей
где N(E) — число лиц, получивших индивидуальную эффективную эквивалентную дозу Е. Единицей S является человеко-Зиверт
(чел-Зв).
Радионуклиды — радиоактивные атомы с данным массовым числом и атомным номером, а для изомерных атомов — и с данным определенным энергетическим состоянием атомного ядра. Радионуклиды
(и нерадиоактивные нуклиды) элемента иначе называют его изотопами.
Помимо названных выше величин для сравнения степени радиационного повреждения вещества при воздействии на него различных ионизирующих частиц с разной энергией используется также величина линейной передачи энергии (ЛПЭ), определяемая соотношением : где — средняя энергия, локально переданная среде ионизирующей частицей вследствие столкновений на элементарном пути dl.
Пороговая энергия обычно относится к энергии электрона. Если в акте столкновения первичная заряженная частица образует -электрон с энергией больше , то эта энергия не включается в значение dE, и -электроны с энергией больше рассматриваются как самостоятельные первичные частицы.
Выбор пороговой энергии является произвольным и зависит от конкретных условий.
Из определения следует, что линейная передача энергии является некоторым аналогом тормозной способности вещества. Однако между этими величинами есть различие. Заключается оно в следующем:
1. ЛПЭ не включает энергию, преобразованную в фотоны, т.е. радиационные потери.
2. При заданном пороге ЛПЭ не включает в себя кинетическую энергию частиц, превышающую .
Величины ЛПЭ и тормозной способности совпадают, если можно пренебречь потерями на тормозное излучение и
| Средние значения величины линейной передачи энергии L и пробега R для электронов, протонов и альфа-частиц в мягкой ткани. |
|||
|---|---|---|---|
| Частица | Е, МэВ | L, кэВ/мкм | R, мкм |
| Электрон | 0.01 | 2.3 | 1 |
| 0.1 | 0.42 | 180 | |
| 1.0 | 0.25 | 5000 | |
| Протон | 0.1 | 90 | 3 |
| 2.0 | 16 | 80 | |
| 5.0 | 8 | 350 | |
| 100.0 | 4 | 1400 | |
| α -частица | 0.1 | 260 | 1 |
| 5.0 | 95 | 35 | |
По величине линейной передачи энергии можно определить весовой множитель данного вида излучения (таблица 14)
| Зависимость весового множителя излучения wr от линейной передачи энергии ионизирующего излучения L для воды. |
|||||
|---|---|---|---|---|---|
| L, кэВ/мкм | 175 | ||||
| wr | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 |
Предельно допустимые дозы облучения
Помимо основных дозовых пределов для оценки влияния излучения используют производные нормативы и контрольные уровни. Нормативы рассчитаны с учетом непревышения дозовых пределов ПДД (предельно допустимая доза) и ПД (предел дозы). Расчет допустимого содержания радионуклида в организме проводят с учетом его радиотоксичности и непревышения ПДД в критическом органе. Контрольные уровни должны обеспечивать такие низкие уровни облучения, какие можно достичь при соблюдении основных дозовых пределов.
Для категории А (персонала) установлены:
— предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;
— допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДСА;
— допустимая мощность дозы излучения ДМДА;
— допустимая плотность потока частиц ДППА;
— допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида в воздухе рабочей зоны ДКА;
— допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗА .
Для категории Б (ограниченной части населения) установлены:
— предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания или пищеварения;
— допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида ДКБ в атмосферном воздухе и воде;
— допустимая мощность дозы ДМДБ;
— допустимая плотность потока частиц ДППБ;
— допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхностей ДЗБ .
Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в
«Нормах радиационной безопасности». Источник