ЛЕКЦИЯ 19 1 Дозиметрия ионизирующих излучений Дозиметрия

ЛЕКЦИЯ 19

1. Дозиметрия ионизирующих излучений. Дозиметрия (от греч. dosis - доля, порция и metreо - измеряю) ионизирующих излучений – это раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующих излучений на вещества, а также методы и приборы для их измерения.

2. Поглощенная доза(доза излучения). • • • поглощенная доза: D = Е/m где D - поглощенная доза (доза излучения), Е – энергия, m – масса тела. Единицей измерения поглощенной дозы в СИ является Гр (грей): 1 Гр =. Эта единица измерения названа в честь английского радиобиолога Грея. Очень распространена внесистемная единица – рад (rad): • 1 rad = 10 -2 Гр = 100 эрг/г. Аббревиатура rad означает “поглощенная доза” (radiated absorbed dose).

мощность поглощённой дозы Мощность поглощённой дозы отношение поглощенной дозы к времени облучения: РD = D/t • Единица измерения (Гр/с) в СИ, внесистемная единица - рад/с.

3. Экспозиционная доза • Экспозиционная доза оценивается зарядом ионов одного знака, которые образуются в воздухе, окружающем тело, под действием рентгеновского или -излучения. X = Q/m • где Q - суммарный заряд всех ионов одного знака, созданный в воздухе под действием излучения в некотором объеме, • m – масса воздуха в этом объеме.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ ДОЗЫ • Единицей измерения экспозиционной дозы в СИ является Кл/кг. 1 Кл/кг – такая экспозиционная доза, при которой все ионы, образованные фотонами в 1 кг сухого воздуха, несут электрический заряд каждого знака, равный 1 Кл. На практике используется внесистемная единица – рентген (Р). Рентген соответсвует заряду, который образуется в 1 см 3 сухого воздуха при 00 С и атмосферном давлении 760 мм. рт. ст. образуется 2, 08· 109 пар ионов. • 1 Р = 2. 58· 10 -4 Кл/кг.

Между экспозиционной и поглощенной дозами имеется прямо пропорциональная зависимость: D=f. X где f - коэффициент, который для мягких тканей и для воды равен единице f = 1. , если D выражается в rad, а X - в рентгенах. Для воздуха f = 0, 88.

Связь мощности экспозиционной дозы с активностью радиоактивного препарата Мощность экспозиционной дозы связана с активностью радиоактивного препарата: X/t = K А/r 2 где K - гамма-постоянная, характерная для данного вида радионуклида, А – активность радионуклида, r – расстояние от источника излучения, на котором измеряется экспозиционная доза, t – время воздействия ионизирующего излучения на объект.

4. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения При оценке биологического действия ионизирующих излучений учитываются два обстоятельства: • действие различных видов ионизирующего излучения различно, • ионизирующие излучения оказывают разное воздействие на разные органы.

Эквивалентная доза оценивает биологическое действие ионизирующего излучения H= D K где К - коэффициент качества (относительная биологическая эффективность). Коэффициент качества К показывает, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского (жесткого) и –излучения при одинаковой поглощенной дозе.

значения коэффициента качества для разных видов излучений Вид излучения рентгеновское (жесткое), – и –излучения Коэффициент качества 1 рентгеновское (мягкое) 2 нейтроны 3 – 10 протоны -излучение (зависит от энергии нейтрона) 10 20

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является Зиверт (Зв). 1 Зв=. Внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рентгена (до 1963 года), хотя больше соответствует раду), 1 бэр = 10 -2 Зв. Коэффициент качества – безразмерная величина.

Эффективная эквивалентная доза Hэф = H где - коэффициент радиационного риска. Измеряется Hэф, как и эквивалентная доза, также в Зивертах (Зв).

Для отдельных органов имеет разное значение: Вид ткани красный костный мозг 0, 12 легкие 0, 12 щитовидная железа 0. 03 костная ткань 0. 03 молочная железа 0. 15 яичники или семенники 0. 25 остальные органы 0. 30 целый организм 1, 00

5. Естественный фон и допустимые значения доз ионизирующего излучения.

Виды ионизирующих излучений • Космические лучи – ионизирующие излучения, приходящие на Землю извне. • Радиоактивность недр, почвы, воды, воздуха. • Радионуклиды, входящие в состав тела человека (например, 40 К). • Радиоактивность пищи. • Радионуклиды и рентгеновское излучение, используемые в медицинских целях. • Излучение в результате техногенных катастроф.

Радиационным фоном называют мощность дозы излучения образованную космическими лучами, радиоактивностью недр, почвы, воды, воздуха и радионуклидами, входящими в состав тела человека. Нормальный радиационный фон 14 мк. Р/час ( 1. 25 м. Зв/год, 125 мбэр/год). Предельно допустимым фоном 50 мк. Р/час ( 5 м. Зв/год)

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ Дозиметрические приборы – это устройства для измерения доз ионизирующего излучения или для величин, связанных с дозами. • Бытовой дозиметр. Измеряет гамма и бета излучение. Основан на счётчике Гейгера. • Сцинтилляционный дозиметр позволяет измерять альфа излучение.

6. Защита от ионизирующих излучений. Виды защиты от ионизирующего излучения: • защита временем, • расстоянием, • материалом.

Из формулы связи экспозиционной дозы и активности радиоактивного препарата X = K Аt/r 2 следует - чем меньше время действия ионизирующего излучения и чем дальше от источника объект (в формуле подразумевается точечный источник), тем меньше опасность его воздействия.

Защита материалом • Слабое - излучение может быть поглощено листом бумаги или слоем воздуха в несколько сантиметров. • Поток -частиц можно сильно ослабить металлической фольгой из алюминия или оконным стеклом. • От рентгеновского и -излучений защищаются материалом из конца таблицы Менделеева (свинец).

Нейтронное излучение требует особо сложной защиты. • Сначала быстрые нейтроны замедляют, используя водородосодержащие материалы такие как парафин или вода, т. к. чем меньше скорость частицы, тем вероятнее захват ее атомом или молекулой вещества. • Затем, используют материалы, способные поглощать нейтроны: • 113 Cd + 10 n 11448 Cd 48

19. апреля. ЛЕКЦИЯ 20 ИЗЛУЧЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА • 1. Излучение и поглощение света атомами и молекулами. • 2. Энергетические уровни атомов и молекул. • 3. Электронные энергетические уровни атомов. • 4. Энергетические уровни молекул. • 5. Особенности излучения и поглощения энергии атомами и молекулами, формула, связывающая частоту электромагнитного излучения с энергиями стационарных состояний.