1 Величины и единицы измерения В.Е.Алейников Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия

гг. - наблюдались первые случаи радиационных ожогов кожи 1925 г. - первые меры РБ Первые попытки развития концепции физической дозы и предельно допустимых доз (ПДД). ПДД = D эритемы 0,04 -0,2 Р/час гг. ПДД = 0,1 Р/день (3 техника, - излучение) ПДК = 0,1 мккюри (40-50 чел. Радий и мезоторий)

3 Величины Три типа величин определены для измерений излучений и радиационной безопасности: Физические величины – непосредственно измеряемые величины определенные МКРЕ. Эти величины характеризуют поле излучения. Нормируемые величины – Величины определенные МКРЗ для целей связанных с ограничением доз облучения. Однако эти величины в большинстве случаев нельзя измерить. Операционные величины - Величины определенные МКРЕ таким образом, что их можно измерить. Эти величины используются для демонстрации согласия величин доз с дозовыми пределами.

4 Физические величины Три физические величины заслуживаюn особого внимания и имеют актуальность для радиационной безопасности: Флюенс, Экспозиционная доза, X Поглощенная доза, D

5 Физические величины Флюенс частиц, Ф - это отношение dN к dS, где dN-число частиц, проникающих в элементарную сферу с площадью поперечного сечения dS: Единица: м -2

6 Физические величины Экпозиционная доза, X Отношение dQ к dm, где величина dQ - абсолютное значение полного заряда ионов одного знака, образующихся в воздухе, когда все электроны и (или) позитроны, высвобожденные фотонами в массе воздуха dm, полностью тормозятся в воздухе: Единица: Кл кг -1. На практике все еще применяется устаревшая внесистемная единица рентген (Р) 1Р = 2, Кл кг -1

7 Физические величины Поглощенная доза, D Отношение d к dm, где d - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm - масса вещества в этом объеме: Единица: Дж кг -1 Специальное наименование единицы поглощенной дозы - грэй (Гр ): 1 Гр = 1 Дж кг -1

8 Нормируемые величины Ф изические величины не используются непосредственно для нормирования доз облучения потому,что: Один и тот же уровень облучения разными видами частиц приводит к различным биологическим эффектам. Поэтому МКРЗ определила взвешивающие факторы излучений, w R, в качестве меры биологической эффективности. Различные ткани тела имеют различную биологическую чувствительность к одному и тому же виду излучения. Это привело к тому, что МКРЗ ввело тканевые взвешивающие факторы, W T, в качестве меры радиочувствительности различных органов и тканей.

9 Взвешивающие факторы излучений

10 Т каневые взвешивающие факторы, W T

11 Нормируемые величины Дозовые пределы рекомендованые МКРЗ определены в терминах: Эквивалентной дозы для отдельных органов и тканей. Эффективной дозы для всего тела.

12 Нормируемые величины Эквивалентная доза,H Т (в ткани или органе) Выражается соотношением: где D T,R - поглощенная доза, усредненная по T-й ткани или органу и созданная R-м излучением, w R - весовой множитель излучения. Единица измерения: Дж кг -1. Специальное наименование единицы эквивалентной дозы - зиверт (Зв): 1 Зв = 1 Дж кг -1.

13 Нормируемые величины Эффективная доза,Е Это сумма взвешенных эквивалентных доз во всех тканях и органах тела. Она определяется выражением где H T -эквивалентная доза в органе или ткани T, а w T -весовой множитель для ткани T. Единица измерения E та же, что и для H T (Дж кг -1 ). Специальное наименование единицы эффективной дозы - зиверт (Зв): 1 Зв = 1 Дж кг -1

14 Коллективная эффективная доза Коллективная эффективная доза, S, в какой-либо группе населения выражается формулой: где E i – средняя эффективная доза на подгруппу населения i, а N i число людей в подгруппе. Единица - чел Зв.

15

16 Операционные величины Операционные величины должны позволять оценивать два типа доз облучения: Для сильно проникающего излучения – оценивать эффективную дозу. Для слабо проникающего излучения – оценивать локальную дозу для кожи или дозу для хрусталика глаза.

17 Операционные величины Излучение рассматривается как сильно проникающее, если эквивалентная доза получаемая наиболее чувствительным слоем кожи (согласованная глубина 0,07 мм) при нормальном падении широкого пучка в 10 раз ниже, чем эффективная доза.

18 Операционные величины Излучение рассматривается как слабо проникающее, если при нормальном падении излучения эквивалентная доза получаемая кожей в 10 раз высше, чем эффективная доза.

19 Операционные величины Операционная величина для индивидуальной дозиметрии сильно проникающего излучения - это индивидуальная эквивалентная доза, H p (10), определенная как эквивалентная доза в МКРЕ мягкой ткани на глубине 10 мм в теле в месте ношения индивидуального дозиметра.

20 Операционные величины Операционная величина для индивидуальной дозиметрии слабо проникающего излучения - это индивидуальная эквивалентная доза, H p (0,07), определенная как эквивалентная доза в МКРЕ мягкой ткани на глубине 0,07 мм в теле в месте ношения индивидуального дозиметра.

21 Операционные величины Для всех видов излучений величины для зонного мониторинга определены с использованием фантома. Этот фантом - Шаровой фантом МКРЕ, представляющий собой шар диаметром 30 см из тканеэквивалентного материала (плотность 1 г/см 3, массовый состав: 76,2 % кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода и 2,6% азота). Этот фантом является адекватным приближением человеческого тела с точки зрения рассеяния и ослабления рассматриваемых полей излучений. 30 cm

22 Операционные величины Расширенное поле излучения - это поле излучения, в котором спектральное и угловое распределение флюенса одинаково во всех точках достаточно большого объема и такое же как и в реальном поле в точке, представляющей интерес. Если все пучки частиц в расширенном поле мысленно выстроить в направлении противоположном радиусу-вектору определенному для МКРЕ шара, то получится спрямленное и расширенное поле излучения

23 P Реальное поле. Расширенное поле

24 Расширенное и спрямленное поле

25 Операционные величины Операционная величина для зонного мониторинга слабо проникающего излучения Направленная эквивалентная доза, H (0,07, ), в точке представляющей интерес в реальном поле излучения - это эквивалентная доза, которая обра- зовывалась бы соответствующим расширенным полем излучения в МКРЕ шаре на глубине 0,07 мм по радиусу в заданном направлении. Для краткости H (0,07, ) часто обозначают как H (0,07).

26 Операционные величины Операционная величина для зонного мониторинга сильно проникающего излучения Амбиентная эквивалентная доза, H*(10), в точке представляющей интерес в реальном поле излучения - это эквивалентная доза, которая образовывалась бы соответствующим спрямленным и расширенным полем излучения в МКРЕ шаре на глубине 10 мм по радиусу-вектору противоположному направлению спрямленному полю. H*(10)- консервативная оценка эффективной дозы.

27 Радиус-вектор P'P' d = 10mm P a) Направленная эквивалентная доза, H (0,07, ), b) Амбиентная эквивалентная доза, H*(10) a b d=0.07mm