Взаимодействие ионизирующих излучений со средой характеристики дозы излучений

Поглощенная доза излучения (доза излучения) -отношение прира­щения средней энергии dw, переданной излучением веществу в эле­ментарном объёме, к массе dm вещества в этом объёме:

D=dw/dm, Гр.

Керма -отношение суммы начальных кинетических энергий dE_k всех заряженных частиц, образованных косвенно ионизирующим излучением в элементарном объёме, к массе dm вещества в этом объёме:

К=dE_k/dm.

Эквивалентная доза излучения -поглощенная доза излучения D, умноженная на средний коэффициент Q качества излучения для биоло­гической ткани стандартного состава и на модифицирующий фактор N - произведение коэффициентов, которое в настоящее время принима­ется равным 1:

H=D·Q·N= Σ D_j·Q_j·N_j, Зв,

где j - индекс вида и энергии излучения.

Примечание. Эквивалентная доза используется в радиационной бе­зопасности для учета вредных эффектов биологического воздействия различных видов ионизирующих излучений при хроническом облучении человека малыми дозами, не превышающими 250 мЗв в год (пяти пре­дельно допустимых доз в год). Её нельзя использовать для оценки последствий аварийного облучения человека.

С помощью модифицирующего фактора N можно учесть, например, мощность дозы и фракционирование дозы.

Коэффициент качества излучения -безразмерный коэффициент Q, на который должна быть умножена поглощенная доза рассматриваемого излучения для получения эквивалентной дозы этого излучения.

Примечание. Коэффициент качества излучения Q предназначен для учета влияния микрораспределения поглощенной энергии на размер вредного биологического эффекта.

Значения коэффициента качества Q для различных видов излучений, которые используются при неизвестном спектральном составе, даны в табл.1.

Таблица 1. Коэффициент качества для различных видов излучения

Вид излучения	Q	Вид излучения	Q
Рентгеновское и γ -излучения Электроны и позитроны Протоны с энергией меньше 10 МэВ Тяжелые ядра отдачи		Нейтроны с энергией меньше 20 кэВ Нейтроны с энергией 0.1 -10 МэВ Альфа-излучение с энер­гией меньше 10 МэВ

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы (W_R) - используемые в радиационной защите множители поглощенной дозы, учитывающие относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов

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

Примечание: Все значения относятся к излучению, падающему на тело, а в случае внутреннего облучения - испускаемому при ядерном превращении.

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (W_T) - множители эквивалентной дозы в органах и тканях, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации:

Гонады	0,20
Костный мозг (красный)	0,12
Толстый кишечник	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*

Доза поглощенная (D) - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

,

где de - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm - масса вещества в этом объеме.

Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж  кг^-1), и имеет специальное название - грей (Гр). Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

Доза в органе или ткани (D_T) - средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела:

,

где m_т - масса органа или ткани, а D - поглощенная доза в элементе массы dm.

Доза эквивалентная (H_T,R) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, W_R:

H_T,R = W_R D_T,R,

где D_T,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани T, а W_R - взвешивающий коэффициент для излучения R.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

Единицейэквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

,

где H_T - эквивалентная доза в органе или ткани T, а W_T - взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.

Единица эффективной дозы - зиверт (Зв).

Доза эквивалентная(H_Т()) или эффективная (Е()) ожидаемая при внутреннем облучении - доза за время , прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм:

,

,

где t₀ - момент поступления, а H_T(t) - мощность эквивалентной дозы к моменту времени t в органе или ткани T.

Когда  не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и (70-t₀) - для детей.

Доза эффективная (эквивалентная) годовая - сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Единица годовой эффективной дозы - зиверт (Зв).

Доза эффективная коллективная - мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения; она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица эффективной коллективной дозы - человеко-зиверт (чел.-Зв).

Доза предотвращаемая - прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.

Мощность поглощенной, экспозиционной, эквивалентной дозы и кермы -отношение приращения дозы и кермы за интервал времени к это­му интервалу.

Средняя эквивалентная доза -среднее значение эквивалентной до­зы в ткани или органе.

Эффективная эквивалентная доза -сумма средних эквивалентных доз в различных органах, взвешенных с коэффициентами Wт:

H =Wт∙Hт, Зв.

Примечание. Wт - взвешивающие коэффициенты, которые характери­зуют отношение риска стохастического эффекта облучения данного органа (ткани) к суммарному риску стохастического эффекта при равномерном облучении всего тела. Они позволяют выравнять риск облучения вне зависимости от того, облучается всё тело равномерно или неравномерно. Значения Wт приведены в табл.2.

Таблица 2. Значения взвешивающих коэффициентов

Орган и ткань	Wт	Орган и ткань	Wт
Половые железы Молочная железа Красный костный мозг Легкие	0.25 0.15 0.12 0.12	Щитовидная железа Кость (поверхность) Остальные органы	0.03 0.03 0.3

Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.