Дозиметрические величины и единицы их измерений

Активностью называется мера количества радиоактивного вещества, выражаемая числом ядерных превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (расп/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки). Кюри — активность такого количества вещества, в котором происходит 3,7−1010 актов распада в секунду. Такой активностью обладает 1 г радия. Для измерения малой активности пользуются производными величинами: милликюри (1 мКи) = 10−3 Ки = 3,7−107 Бк, микрокюри (1 мкКи) = 10 6 Ки = = 3,7−104 Бк.

В практике пользуются числом распадов в минуту, тогда единицы активности имеют следующие значения: 1 Ки = 2,2−1012 расп/ мин; 1 мКи = 2,22−109 расп/мин; 1 мкКи = 2,22−10е расп/мин.

Активность вещества, отнесенная к единице массы или объема, называется удельной активностью и выражается в Бк/кг, Бк/м3, Ки/кг, Ки/л, а к единице поверхности — поверхностной активностью, или плотностью заражения, выражаемой в Бк/см2, Ки/км2.

Ионизирующая способность радиоактивных излучений характеризуется дозой — энергией, переданной излучением облучаемой массе вещества. Существуют две принципиально различные величины дозы излучения: экспозиционная и поглощенная.

Экспозиционная доза характеризует ионизирующую способность излучений в воздухе. За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). Кулон на килограмм — экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения, при которой в килограмме сухого атмосферного воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 кулон электричества каждого знака.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения является рентген (Р). Рентген — экспозиционная доза, при которой в 1 см³ воздуха образуется 2,08−109 пар ионов. Производными от рентгена являются миллирентген (мР) и микрорентген (мкР).

Для получения экспозиционной дозы в 1 Р в 1 г воздуха на его ионизацию затрачивается 87,3 эрг энергии. Величину 87,3 эрг/г принято называть энергетическим эквивалентом рентгена.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависит от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. энергия, поглощенной массой облученного вещества. За единицу поглощенной дозы излучения принимается джоуль на килограмм (Дж/кг).

В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощенной дозы — рад. Рад — это такая поглощенная доза, при которой количество поглощенной энергии в 1 г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Производными данной единицы являются миллирад (мрад) и микрорад (мкрад).

Соотношение доз излучения (в рентгенах) и поглощенных доз (в радах) следующее: при дозе излучения в 1 Р поглощенная доза в воздухе составляет 0,87 рад, а в воде и живой ткани 0,93 рад. Поэтому сравнительно с небольшой ошибкой о поражающем действии излучений на живые ткани организма можно судить по эффекту ионизации воздуха гамма-излучением, т. е. оценивать в рентгенах.

В системе СИ единицей поглощенной дозы является грей (Гр). 1 Гр = 1 Дж, поглощенному в 1 кг вещества, I Гр=1 Дж/кг = =100 рад.

Различные виды излучений вызывают в живых тканях различный биологический эффект. Единицей поглощенной дозы, учитывающей относительную биологическую эффективность любого излучения, является бэр — внесистемная единица эквивалентной дозы.

В настоящее время предельно допустимой дозой внешнего облучения для работников этих профессий считается 5 бэр в год.

Поражающий эффект излучений зависит не только от величины поглощенной дозы, но и от времени ее накопления, т. е. интенсивности излучения. Единицей мощности поглощенной дозы при взаимодействии с телом человека или животных является грей в секунду — Гр/с (внесистемная — рад/ч).

Степень заражения радиоактивными веществами характеризуется плотностью заражения. Последняя измеряется единицами поверхностной активности (Бк/см2, Ки/км2). Знание степени заражения позволяет оценить вредное биологическое воздействие радиоактивно зараженных предметов и веществ при соприкосновении с ними людей (животных) или попадании их внутрь организма.

Определить в полевых условиях радиоактивность в единицах кюри довольно сложно. Поэтому в настоящее время степень радиактнвного заражения измеряют в единицах мощности дозы по гамма-излучению в миллирентгенах в час (мР/ч). В полевых условиях часто достаточно определить не абсолютное значение радиоактивного заражения, а установить лишь, как заражен объект — выше или ниже допустимого значения. Поэтому в качестве допустимых норм зараженности пользуются мощностями доз, соответствующих безопасным плотностям заражения.