No Image

Экспозиционная доза ионизирующего излучения оценивает

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
16 октября 2019

Экспозиционная доза — устаревшая характеристика фотонного излучения, основанная на его способности ионизировать сухой атмосферный воздух.

Определение [ править | править код ]

Количественно экспозиционная доза определяется как отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобожденных или порожденных фотонами в элементарном объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме [1] [2] . Мощностью экспозиционной дозы называется приращение экспозиционной дозы в единицу времени [3] .

Единицы измерения [ править | править код ]

  • Международная система единиц (СИ) — Кл/кг (1 Кл/кг ≈ 3,876⋅10 3 Р [3] );
  • Внесистемная единица — рентген (1 Р = 2,58⋅10 −4 Кл/кг [4] ).

Для выражения мощности экспозиционной дозы применяются соответственно единицы А/кг и Р/с [5] .

В связи с отказом от самого понятия экспозиционной дозы переход к единице Кл/кг не выполняется [6] .

Применение [ править | править код ]

Понятие экспозиционной дозы установлено только для фотонного излучения в диапазоне энергий фотонов от нескольких килоэлектронвольт до 3 МэВ [7] [8] . Экспозиционная доза также не учитывает ионизацию, обусловленную поглощением тормозного излучения, что для рассматриваемого диапазона энергий несущественно [9] [10] . В качестве дозиметрической величины, используемой для установления пределов допустимого облучения человека, не используется с 1954 года, когда было введено понятие поглощенной дозы, применимое для любых типов ионизирующего излучения [11] . В отечественной метрологии применение экспозиционной дозы и выпуск новых приборов для ее измерения не рекомендуется с 1990 года [6] [10] .

Переход к другим дозиметрическим величинам [ править | править код ]

Керма в воздухе является энергетическим эквивалентом экспозиционной дозы фотонного излучения. Эти величины связаны следующим соотношением, справедливым для фотонов с энергией порядка 1 МэВ [12] [13] [14] :

K возд = W e ( 1 − g ¯ ) X , <displaystyle K_< ext<возд>>=<frac >)>>X,>

где W <displaystyle W> — средняя энергия ионообразования, e <displaystyle e> — заряд электрона, g ¯ <displaystyle <ar >> — средняя доля энергии вторичных частиц идущая на тормозное излучение в воздухе (в диапазоне энергий фотонов от 0,005 до 10 МэВ g <displaystyle g> меняется от 0 до 0,03), X <displaystyle X> — экспозиционная доза.

В условиях электронного равновесия [примечание 1] керма численно равна поглощенной дозе [16] , соответственно экспозиционная доза в 1 Р эквивалентна 8,73⋅10 -3 Гр поглощенной дозы в воздухе. При этом в биологической ткани поглощенная доза будет составлять 9,6⋅10 -3 Гр [17] [14] (строго говоря это соотношение справедливо при облучении фотонами с энергией от 100 кэВ до 3 МэВ [18] ). Так как коэффициент качества для фотонов равен единице, то поглощенная доза в данном случае равна эквивалентной, выраженной в зивертах.

Читайте также:  Лечение укуса клеща у собак

В работе Брегадзе Ю.И. приведено сравнение экспозиционной дозы X, выраженной в рентгенах, и измеряемого современными дозиметрами амбиентного эквивалента дозы H*(10), выраженного в зивертах. Показано, что при энергии фотонов свыше 500 кэВ справедливо соотношение H*(10) ≈ X/100. В диапазоне от 30 до 500 кэВ значение H*(10) дает более консервативную оценку полученной дозы, а при энергиях фотонов ниже 30 кэВ прибор измеряющий экспозиционную дозу (при достаточной чувствительности) будет завышать вклад низкоэнергетического излучения в облучение внутренних органов человека [19] .

Одним из базовых понятий в таком вопросе, как измерение степени воздействия на человека ионизирующих излучений, является экспозиционная доза. Этим термином называют меру ионизации воздуха, подвергнувшегося воздействию фотонов, равную отношению образованного в результате ионизирующего излучения общего электрического заряда ионов одного знака к массе воздуха, в котором оно было поглощено. Измеряется экспозиционная доза в Кл/кг (кулон на килограмм, в соответствии с СИ), а также в рентгенах (внесистемная единица). 1 Кл/кг = 3876 Р. В переводе на метрическую систему 1 Р приблизительно равен 0,0098 Зв.

Измерение экспозиционной дозы позволяет определить радиационную обстановку на местности, которая в данном случае будет характеризоваться количеством затраченной на ионизацию 1 кг воздуха энергии гамма-излучения. Эффект, наблюдаемый при экспозиционной дозе, принято сопоставлять с количеством поглощенной воздухом энергии или дозы радиации, поскольку этот процесс является первичным, и именно он дает начало цепи последовательно протекающих физико-химических преобразований в облученном объекте.

Практическая польза от измерения экспозиционной дозы очень велика, поскольку далеко не всегда есть возможность измерить дозу излучения, уже полученную организмом. Чтобы получить эту величину, необходимо сначала определить экспозиционную дозу в воздухе, а затем после проведения определенных расчетов получают поглощенную тканями и органами организма человека дозу.

© 2019, «МЧС России»

Данный ресурс является частью межведомственной информационной системы по вопросам обеспечения радиационной безопасности населения и проблемам преодоления последствий радиационных аварий. Положение о системе

Одним из основных понятий в радиационных исследованиях, включая радиационный контроль, радиационную биологию, радиационную экологию, радиационную гигиену, радиационную медицину, является понятие ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ.

Читайте также:  Болит желудок при отравлении что выпить

Вообще в широком понятии этого слова доза — это определенное точно отмеренное количество чего-либо (вещества, лекарства, излучения) (происходит от греч. dósis — порция, приём).

В радиационных исследованиях различают 4 основных вида доз ионизирующего излучения. Это:

1) экспозиционная доза,

2) поглощенная доза,

3) эквивалентная доза,

4) эффективная доза.

Рассмотрим каждую из этих доз.

1). Доза экспозиционная (X) ионизирующего излучения — количественная характеристика поля g‑ и рентгеновского излучений, основанная на их ионизирующем действии в воздухе. Представляет собой отношение суммарного заряда ионов одного знака dQ, образующихся под действием электромагнитного ионизирующего излучения в элементарном объеме[1] воздуха, к массе воздуха dm в этом объеме:

.

Внесистемная единица Д.э. — рентген (Р).

За 1 Р принимают такое количество электромагнитного излучения, которое создает в 1 см 3 атмосферного воздуха (т.е. в 0,001293 г воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт. ст.) 2,08×10 9 пар ионов.

Единицей Д.э.и.и. в системе СИ является кулон на килограмм (Кл/кг).

Соотношение между этими единицами следующее: 1 Р = 2,58×10 ‑4 Кл/кг.

Единица экспозиционной дозы в системе СИ кулон на килограмм оказалась очень неудобной для практического применения и поэтому на практике широко использовалась и продолжает использоваться внесистемная единица — рентген.

Использование экспозиционной дозы планировалось прекратить с 1 января 1990 г. Однако до сих пор экспозиционная доза продолжает широко использоваться, хотя и происходит постепенных переход к использованию других видов доз — в первую очередь в различных нормативных документах. В научной и научно-популярной литературе экспозиционная доза и ее единица рентген продолжают довольно часто использоваться.

В настоящее время основной (фундаментальной, т.к. из нее путем введения различных коэффициентов выводятся понятия двух других доз ионизирующего излучения) дозиметрической величиной, определяющей степень радиационного воздействия на вещество, является поглощенная доза ионизирующего излучения.

2). Доза поглощенная (D) ионизирующего излучения — отношение средней энергии , переданной ионизирующим излучением (любого вида) веществу, находящемуся в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

.

Является основной дозиметрической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.

Внесистемная единица Д.п.и.и. — рад (от англ. rad — radiation absorbed dose): 1 рад = 100 эрг/г.

Единица Д.п.и.и. в системе СИ — джоуль, деленный на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — грей (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг.

Читайте также:  Полисорб при отравлении алкоголем отзывы

Соотношение между этими единицами следующее: 1 Гр = 100 рад.

Существует еще также такое понятие как:

Поглощенная доза ионизирующего излучения в органе или ткани (DT)— средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела (т.н. доза в органе или ткани):

,

где mT — масса органа или ткани, D — поглощенная доза в элементарной массе dm органа или ткани.

Существует ли какое-либо соотношение между поглощенной дозой и экспозиционной дозой? Да, такое соотношение существует, его можно рассчитать, исходя из того, что на образование одной пары ионов в воздухе затрачивается энергия равная в среднем 34 эВ (1 эВ = 1,6 × 10 ‑19 Дж).

Следовательно, при экспозиционной дозе 1 Р, при которой образуется 2,08×10 9 пар ионов в 1 см 3 воздуха, расходуется энергия, равная 2,08×10 9 ´ 34 эВ = 70,7×10 9 эВ = 70,7×10 9 ´ 1,6 × 10 ‑19 Дж = 1,13 × 10 ‑8 Дж.

На 1 грамм воздуха расход энергии составит: 1,13 × 10 ‑8 Дж/0,001293 г = 0,87 × 10 ‑5 Дж/г = 0,87 × 10 ‑2 Дж/кг. Эта величина — так называемый энергетический эквивалент рентгена в воздухе.

По определению 1 Гр = 1 Дж/кг.

Отсюда следует, что экспозиционной дозе в 1 Р соответствует поглощенная доза в воздухе 0,87 сГр (или рад).

Поэтому переход от экспозиционной дозы, выраженной в рентгенах, к поглощенной дозе в воздухе, выраженной в радах (или сГр), относительно прост: D = fX, где f — переводной коэффициент, равный 0,87 сГр/Р (или рад/Р) для воздуха.

Переход от экспозиционной дозы (имеется ввиду — в воздухе, поскольку по определению понятие экспозиционной дозы относится к воздуху) к поглощенной дозе в воде или биологической ткани осуществляется по той же формуле, только переводной коэффициент f в этом случае принимается равным в среднем 0,93.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10399 – | 7282 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
Adblock detector