Файл: 4.3 BOOK.pdf

21 

Применяют также дольные и кратные единицы  мкГр, мГр, МГр и 

др. Внесистемная единица поглощенной дозы излучения – рад. 

Рад  соответствует  поглощению  100  эрг  энергии  любого  вида 

ионизирующего излучения в 1 г облученного вещества: 

1 рад = 100 эрг/г = 10

–2

 Дж/кг = 10

–2

 Гр = 1 сГр; 

1 Гр = 100 рад. 

2.2 

Эквивалентная доза 

Для  оценки  биологического  воздействия  (при  облучении  малыми 

дозами,  не  превышающими  пяти  предельно  допустимых  доз) 
различных видов ионизирующих излучений в задачах радиационной 
безопасности необходимо введение понятия эквивалентная доза. 

Воздействие излучения, включая поражение тканей, определяется 

не  только  поглощенной  дозой,  но  также  типом  и  энергией 
радиоактивного  излучения.  Эквивалентная  доза  (Н)  ионизирующего 
излучения определяется как произведение поглощенной дозы (D) на 
средний  коэффициент  качества  (k)  ионизирующего  излучения  в 
данном элементе объема биологической ткани стандартного состава. 

k

D

H





(2.2) 

Эквивалентная доза излучения вводится для оценки радиационной 

опасности  хронического  облучения  человека  в  поле  различных 
ионизирующих  излучений  и  определяется  суммой  произведения 
поглощенной  дозы  D

i

  п  видов  излучения  и  соответствующего 

коэффициента качества излучения k

i

 т. е. 







k

D

H

i

i

, 

(2.3) 

где индекс i относится к компонентам излучения разного качества. 

Коэффициент  качества  ионизирующего  излучения  является 
безразмерным  числом,  которое  зависит  от  линейной  передачи 
энергии (ЛПЭ) заряженных частиц в воде (таблице 2.1). 
Таблица  2.1  –  Зависимость  коэффициента  качества  k  от  ЛПЭ  L

Δ

  в 

воде 

L

Δ

в воде 

нДж/м 

0,56 и менее 

1.1 

3,7 

8,5 

28 и больше 

кэВ/мкм  3,5 или менее 

7,0 

23 

53 

175 и больше 

k 

1 

2 

5 

10 

20 

 
ЛПЭ  (L

Δ

)  определяется  как  отношение  энергии  dE

Δ

,  переданной 

веществу  заряженной  частицей  вследствие  столкновения  на 
элементарном пути dl, к длине этого пути 

22 

dl

dE

L







(2.4) 

Безразмерный  коэффициент  качества  излучения,  используемый 

для  перевода  поглощенной  дозы  излучения  в  эквивалентную  дозу, 
определяет 

зависимость 

неблагоприятных 

биологических 

последствий при хроническом облучении человека в малых дозах от 
ЛПЭ,  не  превышающих  установленных  в  целях  радиационной 
безопасности  пределов  доз.  Значения  k  для  различных  видов 
излучений  с  неизвестным  спектральным  составом  приведены  в 
таблице 2.2. 

За единицу эквивалентной дозы в СИ принимается Зиверт (3в). 
Зиверт  –  такое  количество  энергии  любого  вида  излучения, 

поглощенной в 1 кг биологической ткани, при котором наблюдается 
такой же биологический эффект, как и при поглощенной дозе в 1 Гр 
образцового рентгеновского или γ-излучения (в качестве образцового 
источника  принимают  рентгеновское  излучение  с  граничной 
энергией 180 кэВ).  

(Рольф  Зиверт  –  шведский  физик,  внесший  большой  вклад  в 

различные области радиационной безопасности.) 
Таблица 2.2 – Значение коэффициента качества для различных видов 
излучения 

Тип и диапазон энергии 

k 

Фотоны, все энергии (включая гамма- и рентгеновское излучение) 

1 

Электроны и мюоны, все энергии

6

1 

Нейтроны < 10 кэВ 

5 

Протоны >2 МэВ Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ 

10 

Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ 

20 

Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ 

10 

Нейтроны >20 МэВ 

5 

Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра 

20 

 
Внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (биологический 

эквивалент рада). 

Определение  бэра  аналогично  определению  Зиверта,  с  той  лишь 

разницей,  что  вместо  поглощенной  дозы  в  1  Гр  используют 
поглощенную дозу в 1 рад. 

Таким образом: 
1 Зв = 1 Гр 



 k = 1 (Дж/кг) 



 k = 100 рад 



 k  = 100 бэр; 

1 бэр = 10

–2

 Зв = 1 сЗв. 

23 

2.3 

Эффективная эквивалентная доза облучения 

При  работе  с  источниками  ионизирующих  излучений  облучение 

тела  человека  может  быть  неравномерным.  Так,  при  попадании 
радионуклидов  внутрь  организма  воздействию  могут  подвергаться 
отдельные  органы  и  ткани.  Иногда  также  требуется  оценить  ущерб, 
нанесенный  здоровью  человека  в  результате  облучения  различных 
органов  и  тканей,  имеющих  неодинаковую  восприимчивость  к 
радиационному  повреждению.  Поэтому  в  целях  радиационной 
защиты  вводится  понятие  эффективная  эквивалентная  доза 
облучения, которая определяется соотношением: 

W

H

H

i

i

эфф







(2.5) 

где  H

i

  –  среднее  значение  эквивалентной  дозы  облучения  в  i-м 

органе и ткани человека;  W

i

  – взвешивающий коэффициент, равный 

отношению  ущерба  облучения  i-го  органа  или  тела  человека  к 
ущербу  от  равномерного  облучения  всего  тела  человека  при 
одинаковых эквивалентных дозах облучения. Значения W

i

 приведены 

в 
таблице 2.3. 
Таблица  2.3  –  Значения  взвешивающего  коэффициента  для 
различных тканей и органов 

Ткань или орган 

Фактор оценки тканей W

i

, 

Половые железы 

0,20 

(Красный) костный мозг 

0,12 

Толстая кишка 

0,12 

Легкие 

0,12 

Желудок 

0,12 

Мочевой пузырь 

0,05 

Молочная железа 

0,05 

Печень 

0,05 

Пищевод 

0,05 

Щитовидная железа 

0,05 

Кожа 

0,01 

Костная поверхность 

0,01 

Остальные ткани и органы 

0,05 

 
Доза формируется несколькими путями: 



внешнее облучение (гамма- и нейтронное излучение); 



внутреннее облучение: 



за  счет  потребления  продуктов  питания  (в  основном  бета-

излучение); 

24 



за  счет  вдыхания  аэрозолей,  находящихся  в  воздухе  (в 

основном альфа-излучение). 

В  нормальных  условиях  наибольшую  дозу  облучения  человек 

получает от естественных источников радиации. Среднегодовая доза 
от  естественных  источников  излучения  составляет  около  2,4 
миллизиверта  (мЗв).  В  пределах  этой  среднестатистической 
величины индивидуальная годовая доза может находиться в пределах 
от  1  до  5  мЗв/г,  а  в  отдельных  случаях  достигать  значения  1  Зв  и 
более. 

Если  поглощенная  доза  излучения  выражает  меру  радиационного 

воздействия,  то  эквивалентная  доза  облучения  –  меру  ожидаемого 
эффекта  облучения.  Поглощенная  доза  и  эквивалентная  доза 
излучений являются индивидуальными дозами. 

Все рассмотренные выше количественные показатели относятся к 

облучению  отдельно  взятых  лиц.  Кроме  того,  используются 
количественные  характеристики,  описывающие  подвергшиеся 
облучению группы или популяции. В этих характеристиках с целью 
учета  количества  людей,  облученных  от  одного  источника,  средняя 
индивидуальная  доза  облучения  умножается  на  количество  людей  в 
группе.  В  частности,  при  работе  атомных  станций  необходимо 
определить  меру  радиационного  воздействия  и  меру  ожидаемого 
эффекта  облучения  большого  количества  людей  (персонал, 
население).  Для  этих  целей  используют  понятия  коллективная 
поглощенная доза и коллективная эквивалентная доза облучения.  

2.4 

Коллективная эквивалентная доза облучения 

Коллективная  эквивалентная  доза  облучения  (Н

кол

)  –  величина, 

введенная  для  оценки  стохастических  (вероятностных)  эффектов 
воздействия  ионизирующего  излучения  на  персонал  и  население, 
определяется выражением: 

dH

H

H

N

Н

колл









0

)

(

(2.6) 

где  N(H)dH  –  число  лиц,  получивших  эквивалентную  дозу 

облучения  в  пределах  от  Н  до  H+dH.  Размерность  коллективной 
эквивалентной дозы облучения чел.–Зв (чел.–бэр). 

Если  в  формуле  (2.6)  вместо  эквивалентной  дозы  Н использовать 

эффективную  эквивалентную  дозу  облучения  Н

эфф

,  можно  получить 

значение эффективной коллективной эквивалентной дозы облучения 

25 

населения (Н

эфф кол

). 

При  наличии  нескольких  различных  групп  людей  общая 

коллективная  доза  определяется  как  сумма  доз  для  каждой  группы. 
Коллективные  дозы  отражают  общие  последствия  облучения 
популяции  или  группы,  но  их  следует  использовать  лишь  при 
условии, что последствия действительно пропорциональны величине 
дозы  и  количеству  облученных  людей.  При  необходимости 
проведения  разграничения  между  коллективной  дозой  и  дозой  для 
отдельного лица последнюю называют индивидуальной дозой. 

Коллективная 

эффективная 

доза, 

вызванная 

наличием 

радиоактивных веществ в окружающей среде, может накапливаться в 
течение  длительного  времени  и оказывать влияние на последующие 
поколения  людей.  Для  конкретных  условий  общая  коллективная 
эффективная доза – это интегрированная по всему периоду времени 
мощность 

коллективной 

эффективной 

дозы 

в 

результате 

однократного  выброса  (или,  в  случае  продолжительной  работы  в 
условиях  излучения  –  интегрированная  по  периоду  работы  в  этих 
условиях).  Если  же  интегрирование  проводится  в  течение 
ограниченного  времени,  то  количественное  значение  будет  также 
ограничено.  При  значительном  разбросе  величин  индивидуальных 
доз  или  при  длительном  периоде  воздействия  может  оказаться 
полезным  подразделение  коллективных  доз  на  элементы, 
охватывающие  более  ограниченный  диапазон  доз  и  временных 
интервалов.  При  рассмотрении  последствий  облучения  за  период 
работы  в  условиях  излучения  иногда  удобно  проводить  различие 
между  уже  полученной  коллективной  эффективной  дозой  и 
ожидаемой  коллективной  эффективной  дозой  в  течение  всего 
времени. 

2.5 

Экспозиционная доза фотонного излучения 

Экспозиционная  доза  (X)  фотонного  излучения  –  отношение 

суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, 
когда  все  электроны  и  позитроны,  освобожденные  фотонами  в 
элементарном объеме воздуха с массой dm, полностью остановились 
в воздухе, к массе dm воздуха в этом объеме: 

dm

dQ

X



(2.7) 

Понятие  экспозиционная  доза  установлено  только  для  фотонного 

излучения с энергией 1 кэВ – 3 МэВ.