Експозиційна доза - Інформаційно-освітній портал
Загальна кількість падаючої на об'єкт енергії випромінювання під час опромінення може бути отримано виміром так званої експозиційної дози. Як зазначалося, гамма- чи рентгенівське випромінювання утворює у середовищі певну кількість іонів. Так як поглинена енергія витрачається на іонізацію середовища, то для виміру її необхідно підрахувати кількість пар іонів, що утворюються під дією випромінювання. Проте виміряти кількість пар іонів у глибині тканин живого організму складно. У зв'язку з цим для кількісної характеристики рентгенівського та гамма-випромінювання, що діє на об'єкт, визначають спочатку експозиційну дозу у повітрі, а потім розрахунковим шляхом визначають поглинену дозу для тканин та органів організму. Експозиційну дозу визначають за іонізуючою дією випромінювання в певній масі повітря і тільки при значеннях рентгенівської енергії і гамма-випромінювання в діапазоні від десятків кілоелектронвольт до трьох мегаелектронвольт.
Експозиційна доза розраховується тільки для рентгенівського та гамма-випромінювання, бо тільки кванти цих випромінювань досить довгопробіжні і можуть створювати рівномірне зовнішнє опромінення. Альфа- та бета-випромінювання короткопробіжні, більша їх частина поглинається одягом і шкірою, і не становлять великої небезпеки для внутрішніх органів.
Експозиційна доза– це кількісна характеристика рентгенівського та гамма-випромінювання, заснована на їх іонізуючій дії та виражена сумарним електричним зарядом іонів одного знака, утворених в елементарному обсязі повітря в умовах електронної рівноваги. За одиницю експозиційної дози в Міжнародній системі одиниць (СІ) прийнято один кулон електричного заряду в одному кілограмі повітря, що опромінюється.
Кл/кг – це така експозиційна доза рентгенівських та гамма-променів, під дією якої в 1 кг сухого повітря утворюється кількість пар іонів, сумарний заряд кожного знака яких дорівнює одному кулону. Це число складає 6,24 х10 18 пар іонів.
Насправді досі застосовують позасистемну одиницю експозиційної дози – рентген. Рентген - (Р) - одиниця експозиційної дози, при якій в 1 см3 повітря (0,001293 г) за нормальних умов (00 С і 1013 ГПА) утворюється 2,082 х 109 пар іонів. Зазвичай використовують похідні рентгену – дробові частки: мілірентген – мР (тисячні частки рентгену), мікрорентген – мкР (мільйонні частки рентгену (мкР = 10-6 Р, мР = 10-3 Р).
При визначенні дії радіації на якесь середовище (особливо при опроміненні живого організму) необхідно враховувати не лише загальну дозу, а й час, за який вона отримана. Тому запроваджується поняття потужність дози.Потужністьекспозиційної дози (рівень радіації) – це доза, віднесена до одиниці часу: Р/год, мР/год, мкР/год. У Міжнародній системі одиниць потужність експозиційної дози виявляється у Кл/кг х с або А/кг (ампер на кг). Взаємозв'язок між одиницями експозиційної дози: 1 Кл/кг = 3876Р; 1 Р = 2,58 х 10 -4 Кл/кг.
Оскільки на утворення однієї пари іонів у повітрі в середньому витрачається 34 ев, то енергетичний еквівалент рентгена в 1 см3 повітря становить:
2,08 х 109 х 34 = 7,08 х 10 4 МеВ = 0,114 ерг/см3 або в 1г повітря - 88 ерг,
(0,114: 0,001293 = 88).
Щоб розрахувати поглинену дозу в тканинах організму, спочатку визначають поглинену дозу в повітрі, а потім, використовуючи перехідний коефіцієнт, переходять до дози поглиненої в тканинах.
Так, наприклад, знаючи, що на утворення 1 пари в повітрі витрачається 34еВ енергії (1еВ = 1,6х10-19 Дж) можна розрахувати, що при експозиційній дозі в повітрі в 1Кл/кг на іонізацію 1кг повітря (освіта 6,24 х 1018 пар іонів) витрачається 34Дж.
6,24 x 1018 x 34/1,6 x 10-19 = 33,94Дж/кг, тобто. при експозиційній дозі 1Кл/кг поглинена доза в повітрі складе 34 Дж/кг.
Від поглиненої дози в повітрі до поглиненої дози біологічної тканини переходять з використанням множника 1,09, тобто. при опроміненні організму експозиційною дозою в 1 Кл/кг тканини організму поглинають 37 Дж/кг енергії іонізуючих випромінювань (34 Дж/кг х 1,09 = 37 Дж/кг).