Практическая №3

Порядок выполнения
Эквивалентные дозы для органов рассчитываются по формуле:
W- взвешивающий коэффициент;
D - поглощенная доза, мЗв.
Для населения за весь период жизни допустимо не более 70 мЗв, для персонала группы А не более 1000 мЗв.
*

Эквивалентная доза служит для характеристики биологического действия различных видов ионизирующих излучений.
Эквивалентная доза
Коэффициент WR характеризует степень разрушительного действия на биологический объект и показывает во сколько раз данный вид излучения по биологической эффективности больше, чем рентгеновское излучение при одинаковой поглощенной дозе.
Различие в величине радиационного воздействия можно учесть, приписав каждому виду излучений свой взвешивающий коэффициент WR (коэффициент качества) излучения.
Эквивалентная доза (Н) – это поглощенная доза, умноженная на взвешивающий коэффициент WR излучения, который отражает способность данного вида излучения повредить ткани организма.
*

Эквивалентная доза (H) характеризует биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением.
Поглощённая доза — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Выражается как отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе вещества в этом объёме.
Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
*

*

Экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза
D = 0,87 рад в воздухе или
D = 0,96 рад в биологических тканях.
Поглощенная доза введена как основная дозиметрическая величина, которая является мерой энергии, переданной ионизирующим излучением веществу.
Единица поглощенной дозы – Грей (Гр), это такая поглощенная доза когда веществу массой в 1 кг передается энергия в 1 Дж,
1Гр = 1 Дж/кг.
Названа по имени английского физика Л. Грея.
Внесистемная единица поглощенной дозы – рад
(rad - radiation adsorbed dose)
1 Гр = 100 рад.
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Взвешивающий коэффициент для тканей и органов при расчете эффективной дозы (WT) — множители дозы в органах и тканях, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации (при равномерном облучении всего тела).
*

Взвешивающие коэффициенты WR
для разных видов излучений
*

Единицей измерения эквивалентной дозы является джоуль на килограмм, и она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).
Единица эквивалентной дозы названа по имени шведского ученого P. Зиверта первого председателя МКРЗ.
Внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр.
бэр – биологический эквивалент рада - доза любого вида ионизирующего излучения, производящая такое же биологическое действие, как и доза рентгеновских или гамма-лучей в 1рад.
1 Зв = 100 бэр ≈ 100 рад ≈ 100 Р.
1 мкЗв ≈ 100 мкР.
1 Зв = 100 бэр
В тканях с погрешностью в 5% экспозиционную дозу в рентгенах - Р и поглощенную дозу в радах можно считать одинаковыми.
Rolf Maximilian Sievert
*

Эффективная доза
Органы и биологические ткани имеют разную радиочувствительность.
В первую очередь поражаются: красный костный мозг, толстый кишечник, легкие, желудок, молочная железа. Учет радиочувствительности производят с помощью взвешивающего коэффициента wт для тканей и органов.
Взвешивающий коэффициент wт (коэффициент радиационного риска) показывает отношение риска облучения данного органа или ткани к суммарному риску при равномерном облучении всего тела.
Эффективная доза – сумма эквивалентной дозы, умноженной на коэффициент wт, учитывающий разную радиочувствительность различных тканей к облучению.
*

Взвешивающие коэффициенты wт (коэфф. радиационного риска)
при равномерном облучении всего тела
* Ост. ткани: надпочечники, ткани экстраторакального отдела, жёлчный пузырь, сердце, почки, лимфоузлы, мышечная ткань, слизистая полости рта, поджелудочная железа, тонкий кишечник, селезёнка, тимус, предстательная железа (мужчины), матка/шейка матки (женщины).
*

При воздействии излучения на определенное количество людей (коллектив) необходимо определить ожидаемый эффект от их коллективного облучения. Для этой цели применяется коллективная доза (для N человек).
Коллективная доза
Единицей измерения коллективной дозы в СИ является
человеко-зиверт (чел.-Зв).
Внесистемная единица – человеко-бэр (чел.-бэр).
Коллективная эффективная доза S − мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения и равна сумме индивидуальных эффективных доз всех групп людей N = ∑Nі , в каждой из которых отдельный человек получил эффективную дозу Еі за данный промежуток времени
где Ni − количество людей в группе (коллективе);
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Для населения за весь период жизни допустимо не более 70 мЗв, для персонала группы А не более 1000 мЗв.
Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2010, к персоналу группы А относятся лица, работающие с техногенными ИИИ. Годовая эффективная доза персонала группа А, усредненная за любые последовательные 5 лет (но не более 50 мЗв в год) – 20 мЗв.
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Пример выполнения задания 1. Эффективная доза для населения - 0,8 мЗв в год. Эффективная доза для персонала - 16 мЗв в год. Значение взвешивающего коэффициента для органов: гонады - 0,08, костный мозг-0,12; лёгкие, желудок-0,12, щитовидная железа – 0,04, кожа - 0,01.
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
1. Определяем эквивалентные дозы для органов по формуле:
H = W ∙ D (8)
W- взвешивающий коэффициент; D - погашенная доза, мЗв.
Для населения:
HKM = 0,8 ∙ 0,12 = 0,096 мЗв;
HЩЖ = 0,8 ∙ 0,04 = 0,032 мЗв;
HК = 0,8 ∙ 0,01 = 0,008 мЗв
Для персонала:
HKM = 16 ∙ 0,12 = 1,92 мЗв;
HЩЖ = 16 ∙ 0,04 = 0,64 мЗв;
HК = 16 ∙ 0,01 = 0,16 мЗв
Эффективные дозы для персонала и населения:
Нп = 16 · 50 = 800 мЗв;
Нп = 0,8 · 70 = 56 мЗв;
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Вывод: Полученные дозы ионизирующего облучения не превышают норм, указанных в НРБ - 99 (для персонала 1000 мЗв, для населения 70 мЗв).
Полученные эквивалентные дозы для органов также не выходят за пределы норм НРБ - 99 (для персонала 150 - 500 мЗв/год, для населения 15-50 мЗв/год).
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Задание 1. Определить эквивалентные дозы ионизирующего облучения для костного мозга, лёгких и кожи, а также эффективные дозы для персонала за 50 лет и для населения за 70 лет при следующих данных.
Эффективная доза для населения 0,0054 мЗв/сутки, эффективная доза для персонала - 0,066 мЗв/сутки.
Определить, соответствуют ли полученные дозы облучения НРБ - 99.
*

Определение эквивалентных доз облучения для тканей организма
Вопросы для самоконтроля
Какова эффективная доза ионизирующих излучений для населения за период жизни?
Какова эффективная доза ионизирующих излучений для персонала группы А за период жизни?
Какие органы человеческого тела наилучшим образом сопротивляются ионизирующим излучениям?
Какой документ регламентирует дозы эффективной радиации для производственного персонала и населения?
Какова единица измерения эффективной дозы ионизирующих излучений?
*

По воздействию на человека все источники излучения можно разделить на две группы: Закрытые источники – рентгеновские установки, ускорители, ядерные реакторы, закрытые радиоактивные препараты.
При их использовании (если радионуклиды не попадают в окружающую среду) персонал может подвергаться только внешнему облучению.
Человек подвергается облучению только во время нахождения в опасной зоне вблизи самих источников.
Открытые источники – радиоактивные вещества, распределенные в среде (в почве, воде, воздухе) или находящиеся на поверхности предметов, с которыми соприкасается человек.
Действие связано с внешним облучением и попаданием радиоактивных веществ внутрь организма (внутреннее облучение) и не может быть прекращено с выходом человека из опасной зоны.
Человек может подвергаться воздействию ИИ в течение того промежутка времени, пока радионуклиды не будут выведены из организма или радиоактивного распада.
*

Уменьшение интенсивности ионизирующих излучений происходит в результате взаимодействия с веществом. Защитные свойства поглощающих экранов характеризуются краткостью ослабления Косл, под которой понимается отношение мощности дозы падающих на экран излучений к мощности дозы излучений, прошедших через экран
Слой вещества, при прохождении которого число γ-квантов в направлении их первоначального распространения уменьшается в два раза по сравнению с числом упавших на это вещество квантов, называется слоем половинного ослабления d1/2.
d1/2 = ln2/μ = 0,693/μ ,
где μ – линейный коэффициент ослабления материала.
Защита поглощающими экранами и сооружениями.
Вода d1/2 = 13 см; Бетон d1/2 = 5,6 см; Дерево d1/2 = 19 см; Свинец d1/2 = 1,3 см.
*

Доза, воздействующая на организм, равна произведению мощности дозы на время t действия излучений:
D (Н)= D (H)⋅t
Чтобы облучение оставалось в пределах допустимой дозы Dдоп, допустимое время tдоп не должно превышать величины
tдоп = Dдоп/Dt
Защита путем ограничения времени облучения.
Соблюдение этого условия позволяет надежно защитить организм от поражения.
*

Мощность дозы Х, создаваемая точечным источником с активностью А на некотором расстоянии R от источника, обратно пропорциональна квадрату расстояния:
X = A/R2
В соответствие с уравнением:
если увеличить расстояние R между источником и объектом облучения в два раза, воздействующая на него мощность дозы X уменьшится в четыре раза.
Во столько же раз уменьшится при том же времени облучения и получаемая объектом доза:
D = (Х⋅t)/R2.
Защита расстоянием.
*

При работе с открытыми радиоактивными веществами, а также на местности, загрязненной радиоактивными веществами, применяются индивидуальные средства защиты:
- противогазы,
- респираторы,
- специальная одежда,
- защитные перчатки.
Кроме того, при работе с открытыми радиоактивными веществами используются вытяжные шкафы и закрытые камеры с защитными перчатками.
Эти средства применяются для того, чтобы предохранить организм от попадания в него радиоактивных веществ.
Применение индивидуальных средств защиты.
*