etalon_otredaktirovana_LEKTsIYa_8_ioniziruyuschee_ETALON

Единица измерения активности распад/в cекунду (расп/с). В СИ эта единица называется Беккерель (Бк). В практических расчетах используют единицу кюри и её дробные единицы: милликюри и микрокюри. 1Ки =3,7*1010Бк.
Радиоактивные вещества, находясь в растворенном или взвешенном состоянии в жидкости или газе объемом V (м3, л), создают определенную концентрацию активности, которая характеризуется удельной активностью, выраженной в кюри на единицу объема среды:
Cv=C/V Ки/м3 (Ки/л). (п.1.32)
Удельная активность твердых радиоактивных веществ обычно выражается активностью единицы массы:
Cm=C/m Ки/кг. (п.1.33)

Удельная активность чистого нуклида с массовым числом А и периодом полураспада Т (с)
Cm = (п.1.34)
Поверхностная активность (активность поверхности) — это поток излучения с единицы площади S (м2) радиоактивного вещества [част/(м2*с)].
Следует отличать понятие «загрязненность поверхности», характеризующее собой количество радиоактивного вещества на единице площади (Бк/м2, Ки/м2 и др.).

Активность при смешении двух сред, имеющих соответственно объемы V1 (л) и V2 (л) и удельные активности CV1 (Ки/м2) и CV2(Ки/м2), получаем из соотношения CV (V1+ V2) = CV1 V1+ CV2 V2, равной:
CV = (CV1 V1+ CV2 V2 )/ (V1+ V2) Ки/м2. (п.1.35)
При сообщении объемов двух сред с различной активностью по изменению удельной активности одной среды можно оценить скорость перемешивания сред (например, течь теплоносителя G м3/ч из одного контура в другой).
Исходя из соотношения CV (V2+ ΔV) = CV1ΔV+ CV2 V2, получаем:
G = ΔV/t = м3/ч (п.1.36)
где CV1 и CV2 (Ки/м3) — удельные активности по данному нуклиду первой и второй сред, имеющих объемы V1 и V2 (м3), Cv — удельная активность второй среды через время t (ч), за которое в нее поступит активное вещество первой среды в объеме ΔV.

В дозиметрии ионизирующих излучений используются следующие понятия, определения и единицы измерения.
Поглощенная доза Д — средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме. Единицей поглощенной дозы является джоуль на килограмм (Дж/кг), получившая в системе СИ название грей (Гр):
1 Гр=1 Дж/кг=100 рад.
Рад — специальная единица поглощенной дозы излучения, равная 100 эрг поглощенной энергии на 1 г вещества.
Единица рад служит для измерения поглощенной дозы любого вида излучения для любой среды. 1 рад=100 эрг/г=0,01 Дж/кг=0,01 Гр.
Экспозиционная доза — полный заряд ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных фотонами в малом объеме воздуха.
Единица экспозиционной дозы - Кулон на килограмм (Кл/кг).

Специальной единицей в дозиметрии является рентген — доза рентгеновского или γ-излучения, которая в 1 см3 воздуха при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С производит ионизацию, соответствующую одной электростатической единице заряда каждого знака (2.08*109 пар ионов).
При дозе 1 Р в 1 см3 воздуха поглощается 87 эрг энергии, а в 1 г биологической ткани — 93—95 эрг. Эта единица применяется для γ-излучения с энергией фотонов не выше 3 МэВ:
1 Р=0,2850 Кл/кг.
Эквивалентная доза H —величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава и определяемая как произведение поглощенной дозы Д на средний коэффициент качества излучения Q в данной ткани:
H (бэр) =QД (рад). (п.1.37)

Специальной единицей эквивалентной дозы является бэр — такое количество энергии, поглощенное в 1 г ткани, при котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при поглощенной дозе излучения в 1 рад рентгеновского или γ-излучения.
бэр используется для оценки поглощенной дозы от любого вида излучения:
1 бэр = 100 эрг/г/Q = 1 рад/Q = 0,01 Гр/Q = 0,01 Зв
В СИ единицей эквивалентной дозы является Зиверт:
1 Зв = 1 Гр/Q = 100 рад/Q = 100 бэр.
Безразмерный коэффициент качества Q показывает, во сколько раз отличаются неблагоприятные биологические последствия облучения человека различными видами излучения по сравнению с γ- излучением (табл. 1.2).
Он используется только для целей радиационной безопасности при дозах не более 100 бэр.

Таблица 1. 2
коэффициент качества Q показывает, во сколько раз отличаются неблагоприятные биологические последствия облучения человека различными видами излучения по сравнению с γ- излучением

P0 - Мощность дозы измеряется в
рад/ч, Р/ч, бэр/ч
или в производных от них единицах:
мрад/ч, мР/ч, мбэр/ч, мР/с, мкР/с и т. п.
Соотношения между долевыми единицами:
1 Р/ч=280 мкР/с, 1 мкР/с= 3,6 мР/ч и др.
Доза Д, отнесенная к единице времени t, называется мощностью дозы.
Если рассматриваемый промежуток времени значительно меньше периода полураспада радиоактивного нуклида, то
Д = Р0t P0 = Д/t.

Естественный радиоактивный фон
Естественный радиоактивный фон — это мощность дозы ионизирующих излучений для данной местности, создаваемая космическими излучениями и радиоактивностью почвы, сооружений и живых объектов при отсутствии посторонних источников ионизирующих излучений.
На земной поверхности на уровне моря для средних широт естественный фон принимают равным 105* мбэр/год, что соответствует примерно 0,01 мбэр/ч. Мощность дозы только космического излучения (без нейтронной компоненты) составляет 28 мбэр/год, нейтронная компонента создает дополнительную мощность дозы 25 мбэр/год. С высотой над уровнем моря мощность дозы излучения быстро растет.
Естественный фон внешнего излучения на территории России создает мощность экспозиционной дозы в пределах 4—20 мкР/ч (40—200 мР/год).

«Нормы радиационной безопасности НРБ—76»,
Устанавливают систему дозовых пределов и правила их применения, предусматривают следующие основные принципы радиационной безопасности:
непревышение установленного основного дозового предела;
исключение всякого необоснованного облучения;
снижение дозы излучения до возможного низкого уровня.
Для лиц, постоянно или временно работающих непосредственно с источниками ионизирующих излучений, основными дозовыми пределами являются:
а) предельно допустимая доза (ПДД)—наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами;

б) предельно допустимое годовое поступление (ПДП) — Такое I поступление радиоактивных веществ в организм в течение года которое за 50 лет создает в критическом органе эквивалентную дозу, равную 1 ПДД.
Отличия для различных категорий лиц разных органов человека рассмотрены в НРБ—76. Для лиц, подвергающихся профессиональному внешнему облучению, установлена ПДД всех видов излучения 5 бэр в год, что соответствует при непрерывной работе 0,1 бэр в неделю.
Предельно допустимой недельной дозе 0,1 бэр ,(100 мбэр в неделю) в зависимости от биологического эффекта воздействия различных видов ионизирующих излучений, учитываемого коэффици­ентом качества Q (п.1.37), соответствуют мощности дозы, приведенные в табл. 1.2.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) внешнего ионизирующего излучения, соответствующие ПДД 100 мбэр в неделю, представлены в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Требование безопасности сводится к тому, чтобы суммарное воздействие не превышало одного ПДУ.

1.33 Удельная активность водяного теплоносителя первого контура ЯР равна 10-3 Ки/л. Оценить течь (м3/ч) воды первого контура во второй через ПГ, если активность воды второго контура (vIIк=10 м3) в течение 30 мин увеличилась с 10-5 до 10-4 Ки/л.
Решение. Согласно (п.1.36):
GI-II k = 2 м3/ч .
1.34 Сколько рентген составляет доза γ-излучения в 1 рад для тела человека?
Решение. Дозе в 1 рад соответствует 100 эрг поглощенной энергии на 1 г биологической ткани, а дозе в 1 Р — 95 эрг/г. 1 Следовательно, дозе γ -излучения в 1 рад соответствует 100/95 = 1,05 Р = 1 Р.

1.35 Доза, поглощенная в биологической ткани при облучении ее тепловыми нейтронами, составляет 0,5 рад. Какой дозе γ -облучения это соответствует по биологическому воздействию?
Решение. Для тепловых нейтронов Q=3 (табл. 1.2). Следовательно, поглощенной дозе тепловых нейтронов 0,5 рад соответствует 3*0,5=1,5 рад γ -излучения.
1.36 Определить дозу облучения за 4 ч работы при мощности дозы 0,5 мкР/с.
Решение. Согласно Д = Р0t=0,5*4*3600=7,2 мР.
1.37 Какую в среднем дозу получит человек за 70 лет жизни от естественного фона ионизирующих излучений?
Решение. По формуле Д = Р0t находим:
Д=Pt= 105*10-3*70 = 7 бэр.

Основные термины
Доза излучения (radiation dose) — мера воздействия (в области радиационной безопасности) ионизирующего излучения на биологический объект, в частности человека.
Дозовые затраты (dose commitments) — сумма индивидуальных доз излучения,воздействующего на персонал, полученных или планируемых при выполнении работ по эксплуатации, обслуживанию, ремонту, замене или демонтажу оборудования ядерной установки (атомной станции).
Коллективная доза излучения (collective radiation dose) — сумма индивидуальных доз излучения для различных категорий облучаемых лиц за определенный промежутоквремени. Измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв)

Коэффициент качества излучения (quality factor) — коэффициент Q для учета биологической эффективности разных видов ионизирующего излучения при определении эквивалентной дозы излучения. Для получения эквивалентной дозы поглощенная доза рассматриваемого излучения должна быть умножена на коэффициент качества. Для рентгеновского, бета- и гамма-излучений коэффициент Q = 1, протонного и нейтронного
излучений (быстрые нейтроны) Q = 10, альфа-излучения Q = 20
Кумулятивная доза (cumulative dose) — сумма поглощенных доз излучения, полученных рассматриваемым объектом, независимо от того, было ли облучение одно- или многократным
Основной дозовый предел (main dose limit) — основная регламентируемая Нормами радиационной безопасности величина — предельно допустимая доза (ПДД) или предел дозы (ПД)

Пороговая доза (threshold dose) — минимальная доза излучения, вызывающая данный биологический эффект. В отношении биологического воздействия излучения Меж-
дународная комиссия по радиологической защите и аналогичные национальные комиссии всех стран придерживаются концепции беспороговой дозы
Эквивалентная доза излучения (equivalent dose) — величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения человека ионизирующими
излучениями и определяемая суммой произведений поглощенных доз отдельных видов излучений на их коэффициенты качества. Единица измерения эквивалентной дозы —зиверт (Зв).