Дозовые характеристики ионизирующих излучений и факторы воздействия

Ионизирующие излучения способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Эффект воздействия будет тем существеннее, чем больше энергии передаётся тканям. Количество энергии ионизирующего излучения, передаваемое веществу, называют дозой.

Основной физической величиной является поглощённая доза ионизирующего излучения, Гр:

,

где – средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объёме; dm – масса вещества в элементарном объёме.

Поглощённая доза измеряется в Дж/кг и имеет специальное название – Грей, 1Гр = 1 Дж/кг. Внесистемная единица измерения поглощённой дозы – рад; 1 Гр = 100 рад.

Для оценки воздействия на вещество косвенно ионизирующих излучений используют вместе с поглощённой дозой понятие – керма, Гр:

,

где dW_k – сумма средних кинетических энергий всех заряженных частиц; dm – масса вещества в элементарном объёме.

От поглощённой дозы фотонного излучения в воздухе можно перейти к поглощённой дозе в биологической ткани:

,

где r=m_Т/m_В=1,09; m_Т, m_В – массовые коэффициенты поглощения энергии соответственно в биологической ткани и воздухе, м²/кг.

Если орган или ткань облучается несколькими видами излучения, то используется понятие эквивалентная доза -

,

где W_R – взвешивающий радиационный коэффициент, учитывающий относительную эффективность различных видов излучения, R – индекс вида и энергии излучения; N – число ионизирующих излучений.

Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж/кг, имеющий специальное название – Зиверт, 1 Зв = 1 Дж/кг. Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы – бэр, 1 Зв = 100 бэр.

Разные органы и ткани по-разному воспринимают ионизирующие излучения. Известно, что при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение ракового заболевания в лёгких более вероятно, чем в щитовидной железе. Поэтому для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей человека введено понятие эффективной дозы - Е. Эффективная доза – это сумма средних эквивалентных доз в различных органах или тканях, умноженных на взвешивающие коэффициенты, Зв:

,

где Н_T,i – средняя эквивалентная доза в i-й ткани или органе; W_T,i – взвешивающий тканевый коэффициент, характеризующий радиочувствительность i-й ткани или органа; N_т – число облучённых тканей или органов в организме. Для лёгких W_T=0,12; для щитовидной железы W_T=0,05 и т.д.

Фактором воздействия радиационной аварии является мощность ионизирующего излучения, воздействующего на организм, орган или ткань. Вместе со временем воздействия она создаёт параметр воздействия, называемый дозой, величина которого может быть выражена значением эффективной дозы ионизирующего излучения.