Основні поняття та одиниці виміру
Під радіаційними параметрами в даній роботі маються на увазі:
α-випромінювання –це потік α-часток, що утворюється при розпаді нестійких ядер атомів. Альфа-частинки являють собою блоки ядерних частинок, що включають два протона і два нейтрони, аналогічні ядрам гелію. Енергія цих частинок відносно невелика, близько кількох МеВ. Внаслідок великої маси ці частинки швидко втрачають свою енергію, тому в повітрі їх пробіг становить 8 – 9 см, а в живій тканині лише кілька десятків мікронів. Однак, незважаючи на невелику проникаючу здатність, питома іонізація дуже велика і становить на повітрі кілька десятків тисяч пар іонів на 1 см шляху. Якщо джерело цього випромінювання знаходиться поза організмом, то через незначну проникаючу здатність він не становить великої небезпеки, але при проникненні всередину з повітрям або їжею стає найбільш небезпечним з усіх видів іонізуючого випромінювання. Приблизно в 20 разів більш небезпечним, ніж γ-випромінювання.
β-випромінювання– це потік електронів, що утворюється в ході ядерного розпаду при розщепленні нейтронів на протон та електрон. Енергія цих частинок теж близько декількох МеВ, але, володіючи значно меншою масою, β-частинки мають більшу, ніж α-частинки проникаючу здатність і пробігають у повітрі до 15 м, а в живих тканинах до 2,5 см. Іонізуюча здатність β-частинок набагато менше, ніж у α-часток, і становить лише кілька десятків пар на 1 см пробігу.
Нейтронне випромінювання –це потік нейтральних ядерних частинок, що не мають електричного заряду, приблизно такої ж маси, як і позитивно заряджені протони. Нейтрони складаються з протона і електрона (тому їхній сумарний заряд дорівнює нулю) і самі по собі не викликають іонізації, але перетворюють свою енергію призіткненні з ядрами атомів, що зустріли на своєму шляху. Результати цих зіткнень можуть бути різними. При непружних взаємодіях можливе виникнення вторинних випромінювань, які можуть мати як заряджені частинки, так і хвильову складову (γ-випромінювання). При пружних сутичках можлива іонізація речовини. Проникаюча здатність нейтронів залежить від їхньої енергії.
Рентгенівське випромінювання –це хвильове випромінювання не ядерного походження, що виникає при дії β-часток на атоми навколишнього речовини. Енергія фотонів рентгенівського випромінювання становить приблизно 1 МеВ, має велику проникаючу і малу іонізуючу здатність, і тому широко застосовується в медицині.
γ-випромінювання –це ядерне хвильове випромінювання такої ж електромагнітної природи, як і рентгенівське і тому теж має відносно невелику іонізуючу здатність за дуже значної проникаючої. Енергія фотона γ-випромінювання може досягати у багато разів більших значень, ніж фотон рентгенівського діапазону.
Ушкодження, викликані в живому організмі радіацією, та зміни в опромінюваних матеріалах, що проводяться з метою отримання нових властивостей, будуть тим більше, чим більше енергії випромінювання передає тканинам або матеріалам. Кількість такої переданої опромінюваному об'єкту енергії характеризують фізичною величиною, яка називаєтьсядозою.
Дозувипромінювання організм може отримати від будь-якого радіонукліду або їх суміші незалежно від того, чи знаходяться вони поза організмом чи потрапили всередину нього з їжею, водою чи повітрям.
Мал. 1 Проникаюча здатність альфа, бета та гамма випромінювань
Поглиненою дозоюназивається кількість енергії випромінювання, поглинена одиницею маси тіла, що опромінюється (тканинами організму). Але повеличині поглиненої дози ще не можна передбачити наслідки опромінення. При однаковій поглиненій дозіα-випромінювання набагато небезпечнішеβ- абоγ-випромінювань. Якщо зважити на цей факт, то дозу слід помножити на коефіцієнт, що відображає здатність випромінювання даного виду пошкоджувати тканини організму. Перераховану таким чином дозу називаютьеквівалентною дозою, її вимірюють узівертах(Зв).
Тому дози опромінення органів та тканин також слід враховувати з різними коефіцієнтами. Помноживши еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і просумувавши по всіх органах і тканинах, отримаємо ефективну еквівалентну дозу, що відображає сумарний ефект опромінення для організму; вона також вимірюється в зівертах.
У дозиметрії визначено ще й поняття потужність дози – доза опромінення (поглинена або еквівалентна) за одиницю часу. Довгі дослідження дії випромінювань на організм людини дозволили встановити «безпечне» значення потужності еквівалентної дози. Міжнародною комісією воно встановлено рівним0,02Зв на рік для професіоналів, які працюють з випромінюваннями та проходять регулярні медичні обстеження, та вчетверо меншим0,005Зв на рік для решти населення. Ці значення безпечні в тому сенсі, що сучасна медицина не може виявити ні негайних, ні віддалених наслідків такого опромінення.
Активністьрадіонукліда вимірюється в беккерелях (Бк, Bq): 1 Бк відповідає 1 розпаду в 1 с для будь-якого радіонукліду.
Поглинена дозадорівнює кількості енергії, поглиненої одиницею маси тіла, що опромінюється, і вимірюється в греях (Гр, Gy): 1 Гр = 1 Дж/кг.
Еквівалентна дозавизначається за поглиненою дозою множенням її на коефіцієнтК,який залежить від виду випромінювання, і вимірюється в зівертах (Зв, Zv): 1 Зв = K×1 Гр.