Доза ионизирующего излучения

ДОЗА ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ — мера действия излучения в какой-л. среде. Величина Д. и. и. (D) зависит от вида излучения (нейтроны, γ-кванты и т. д.), его интенсивности, энергии частиц, времени облучения и состава облучаемого вещества. Различают поглощенную дозу, удельную поглощенную дозу, экспозиционную дозу, эквивалентную дозу, удельную эквивалентную дозу, интегральную дозу, предельно допустимую дозу. Отношение Д. и. и. ко времени называется мощностью дозы.

Доза на орган — средняя доза облучения в определенной ткани (органе) тела человека, задаваемая в виде

D_т = (1/m_т) D dm m_т,

где m_т — масса ткани, органа;

D — поглощенная доза в элементе массы dm.

Поглощенная доза — фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая по формуле

где D — поглощенная доза;

dE — средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме;

dm — масса вещества в этом элементарном объеме.

Энергия может быть усреднена по любому определенному объему. В этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. Единица поглощенной дозы в СИ — грей (Гр). При поглощенной дозе излучения в 1 Гр излучение передает 1 килограмму вещества энергию 1 джоуль:

Прежде для измерения поглощенной дозы применялась единица рад: 1 Гр = 100 рад; 1 рад = 0,01 Дж/кг.

Предельно допустимая доза — гигиенический норматив, регламентирующий наибольшее допустимое значение индивидуальной эквивалентной дозы во всем теле человека или в отдельных органах, которое не вызовет в состоянии здоровья тех, кто работает с источниками ионизирующего излучения, неблагоприятных изменений.

Эквивалентная доза — поглощенная доза излучения, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения:

H_T,R = D_T,R · W_R,

где D_T,R — средняя поглощенная доза в ткани T;

W_R — взвешивающий коэффициент для излучения R (коэффициент относительной биологической эффективности).

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы:

Фотоны любых энергий	1
Электроны и мюоны любых энергий	1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ	5
10—100 кэВ	10
от 100 кэВ до 2 МэВ	20
2—20 МэВ	10
более 20 МэВ	5
Протоны, кроме протонов отдачи, энергия более 2 МэВ	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

Если поле излучения состоит из нескольких излучений с различными величинами W_R, то эквивалентная доза определяется по формуле

H_T= ∑ D_T,R · W_R.

Единица эквивалентной дозы в СИ — зиверт (Зв). Употребляется и внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рентгена): 1 бэр = 0,01 Зв = 0,01 Дж/кг.

Экспозиционная доза — физическая величина, равная отношению суммы электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе (при условии полного использования ионизирующей способности электронов), к массе этого воздуха.

Единица экспозиционной дозы — кулон на килограмм (Кл/кг); внесистемной единицей является рентген (Р): 1 Р = 2,58 · 10⁻⁴ Кл/кг.

Эффективная доза — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Определяется по формуле

E = ∑ H_T(t) · W_T,

где H_T(t) — эквивалентная доза в ткани T за время t;

W_T — взвешивающий коэффициент для ткани T.

Взвешивающие коэффициенты для тканей (органов) при расчете эффективной дозы:

Гонады	0,20
Костный мозг (красный)	0,12
Толстый кишечник (прямая, сигмавидная, нисходящая часть ободочной кишки)	0,12
Легкие	0,12
Желудок	0,12
Мочевой пузырь	0,05
Грудная железа	0,05
Печень	0,05
Пищевод	0,05
Щитовидная железа	0,05
Кожа	0,01
Клетки костных поверхностей	0,01
Остальное	0,05

При расчетах следует учитывать, что к разделу "Остальное" относятся: надпочечники, головной мозг, верхний отдел толстого кишечника (слепая кишка, восходящая и поперечная часть ободочной кишки), тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа и матка. В исключительных случаях, когда один из перечисленных органов (тканей) получает эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из 12 органов (тканей), для которых определены взвешивающие коэффициенты, необходимо приписать этому органу (ткани) взвешивающий коэффициент 0,025, а оставшимся органам (тканям) из раздела "Остальное" — суммарный коэффициент.

Единица эффективной дозы — зиверт (Зв).

Эффективная коллективная доза — величина, определяющая полное воздействие излучения на группу людей. Определяется по формуле

S = ∑ E_i N_i,

где E_i — средняя эффективная доза на i-ю подгруппу группы людей;

N_i — число людей в подгруппе.

Эффективная ожидаемая доза — доза за время t, прошедшее после поступления энергии излучения в организм. Рассчитывается по формуле

где t₀ — момент облучения;

H_T(τ) — мощность эффективной или эквивалентной дозы к моменту времени τ на ткань (орган) T.

Когда t не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и 70 годам для детей.