 |
Изучение работы индивидуального дозиметра
|
|
|
|
Цель работы. Ознакомление с основными понятиями и определениями дозиметрии; ознакомление с работой конкретных дозиметрических приборов; измерение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, объемной активности радионуклидов плотности потока бета-излучения.
Введение
Действие ионизирующего излучения на живой организм и окружающую среду интересует науку с момента открытия радиоактивности. Это не случайно, так как с самого начала исследователи столкнулись с отрицательными эффектами действия излучения на живой организм. Радиация при больших дозах вызывает поражение биологических тканей, приводящее к смертельному исходу, а при меньших дозах может вызвать лучевую болезнь, привести к раковым заболеваниям, вызвать генетические дефекты, которые проявятся в следующих поколениях в форме патологических отклонений. Развитие ядерной энергетики, возможное использование энергии ядра в военных целях, существование локальных зон высокой естественной или искусственной радиоактивности делает необходимым изучение действия ионизирующего излучения на живой организм, методов его измерения и средств защиты от него.
Наибольшую дозу человек, не занятый на производстве, связанном с получением или применением радиоактивности, получает от естественных источников радиации. Сегодня информация об экологии среды обитания обязательно дополняется радиоэкологическими картами; во всех странах проводится государственный контроль содержания радионуклидов в продуктах сельского хозяйства; в свободной продаже имеются дозиметрические приборы для индивидуального использования; разработан ряд нормативных документов по радиационной безопасности населения.
|
|
|
Основные типы излучения
Ионизирующим называют излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к возбуждению и ионизации атомов вещества. В дозиметрии различают электромагнитное излучение, представляющее собой поток фотонов, и корпускулярное излучение, связанное со всеми другими частицами, кроме фотонов.
В дозиметрии интересуются диапазоном электромагнитного излучения, к которому относятся рентгеновское и гамма-излучение (энергия фотонов γ-квантов более 10 кэВ, длина волны λ < 10-10 м). Гамма-излучение (γ-излучение) испускается при ядерных превращениях, аннигиляции частиц, а также в виде тормозного излучения, возникающего при торможении электронов в веществе. Гамма-излучение, испускающееся при переходах атомных электронов между слоями (оболочками), называют характеристическим рентгеновским излучением. Тормозное излучение, возникающее при торможении электронов с энергией менее 0,1 МэВ в рентгеновских трубках, также называют рентгеновским.
Корпускулярное излучение представляет собой поток частиц с отличной от нуля массой покоя: электронов 
или позитронов 
(b--и b+-излучения соответственно); нейтронов 
, протонов 
, a-частиц 
, представляющих собой ядра атомов гелия (a-излучение) и др.
Основные дозиметрические единицы
Поглощенная доза
Мерой воздействия ионизирующего излучения на вещество служит поглощенная доза D, которая равна отношению энергии излучения dW, поглощённой массой вещества dm, к массе dm:
D = 
.
Единицей измерения поглощенной дозы в СИ является грей (1 Гр = 1 Дж/кг).
Эквивалентная доза
При одной и той же поглощенной дозе биологический эффект воздействия разных видов излучения различен. Мерой биологического воздействия служит эквивалентная доза 
, равная поглощенной дозе, умноженной на коэффициент качества k данного излучения:
|
|
|
H = kD.
Коэффициент качества учитывает зависимость биологических последствий облучения от вида излучения. Для γ-, рентгеновского и b-излучений k = 1; для тепловых нейтронов (энергия до 0,1 МэВ) k = 3; для протонов и нейтронов с энергиями от 0,1 МэВ до 10 МэВ k = 10; для a-частиц k = 20. Единицей эквивалентной дозы является зиверт (1 Зв = 1 Гр ×k, здесь k – численное значение коэффициента качества данного вида излучения).
Помимо единиц СИ для D и H на практике применяют внесистемные единицы рад (сокращение от «radiation absorbed dose»)и бэр (сокращение от «биологический эквивалент рентгена»). 1 рад = 10-2 Гр, 1 бэр = 10-2 Зв, 1 бэр = 1 рад.
Экспозиционная доза
Для электромагнитного излучения часто используется экспозиционная доза Х – отношение полного заряда dQ ионов одного знака, возникающих в воздухе массой dm при полном торможении всех вторичных электронов и позитронов, образованных фотонами, к массе dm:
X = 
.
Единица экспозиционной дозы 1 Кл/кг. Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р):
1 Р = 2,58·10-2 Кл/кг, 1 Кл/кг = 3,88·103 Р.
Измерив среднюю энергию образования одного иона, можно установить энергетический эквивалент рентгена. Для воздуха 1 Р соответствует 0,87 рад или 8,7·10-3 Гр; для биологической ткани 1 P соответствует 0,96 рад или 9,6·10-3 Гр.
Мощность дозы
Мощностью дозы называют отношение дозы (dD или dH), полученной за время dt, к этому интервалу времени dt:
= 
– мощность поглощенной дозы,
= 
–мощность экспозиционной дозы.
Единицами мощности являются Гр/с, Зв/с, Р/с. На практике часто используют единицы мкГр/ч, мГр/ч или мкР/м,
1 мР/ч = 2,78·10-7 Р/с; 1 мкР/ч = 2,78·10-10 Р/с.
Активность
Активность А радиоактивного вещества определяется числом распадов в секунду. Единицей измерения активности в СИ является беккерель (1 Бк = 1 с-1). Внесистемной единицей измерения активности служит кюри:
1 Ки = 3,7·1010 Бк, 1 Бк = 2,7·10-11 Ки.
Объёмная активность
Иногда в дозиметрии применяют понятие объёмной (удельной) активности источника:
A V = 
.
Объёмная активность вещества измеряется в Бк/м3 или Ки/л (1 Бк/м3 = 2,7·10-14 Ки/л).
|
|
|
