ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.08.2024
Просмотров: 227
Скачиваний: 0
Для оценки степени радиационной опасности воздействия ионизирующего излучения, когда облучение равномерно по всем тканям организма применяют понятие эквивалентной дозы.
Эквивалентная доза НТ,R определяется как произведение средней поглощенной дозы DТ,R в органе или в ткани Т на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения WR
НТ,R = WR DТ,R. |
(6.8) |
Единицей эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). На практике чаще используются дольные единицы: 1 мЗв = 10–3 Зв; 1 мкЗв = 10–6 Зв.
Всоответствии с формулой (6.8) для ионизирующего излучения со взвешивающим коэффициентом равным единице WR = 1
1Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг.
Вкачестве внесистемной единицы эквивалентной дозы применяется бэр (биологический эквивалент рада):
1 Зв = 100 бэр; 1 бэр = 0,01 Зв = 1 сЗв; 1 мЗв = 0,1 бэр.
При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза НТ определяется как сумма эквивалентных доз НТ,R для этих видов излучения:
НТ = HT ,R . |
(6.9) |
R
Мощность эквивалентной дозы НТ отношение приращения экви-
валентной дозы dНТ за промежуток времени dt к этому времени:
НТ |
= |
dНТ |
. |
(6.10) |
|
||||
|
|
dt |
|
|
Единица мощности эквивалентной дозы в СИ Зв/с или Зв/ч. Внесистемная единица бэр/с или бэр/ч.
Эквивалентная доза рассчитывается для какой-то условной усредненной ткани человеческого тела. Связь между единицами приведена в табл. 6.2.
|
Связь между единицами доз |
Таблица 6.2 |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Доза |
Единицы |
|
Перевод |
|
в системе СИ |
|
внесистемные |
||
|
|
|
||
Экспозиционная |
Кулон на килограмм |
|
Рентген (Р) |
1 Кл/кг = 3876 Р |
воздуха (Кл/кг) |
|
|||
|
|
|
|
|
Поглощенная |
Грей (Гр) |
|
Рад |
1 Гр = 100 рад |
Эквивалентная |
Зиверт (Зв) |
|
Бэр |
1 Зв = 100 бэр |
|
|
|
|
53 |
Эффективная доза. Когда облучение разных тканей организма неоднородно, то для оценки его воздействия на весь организм вводится понятие эффективной дозы. Эта доза представляет собой величину воздействия ионизирующего излучения, используемую как меру риска возникновения отдаленных последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.
Эффективная доза Е – это сумма произведений эквивалентной дозы НТ в органах и тканяхТ на соответствующие взвешивающие коэффициенты:
Е = WТ НТ , |
(6.11) |
Т |
|
где WT – взвешивающий коэффициент (коэффициент радиационного рис-
ка), равный отношению риска облучения данного органа или ткани Т к суммарному риску при равномерном облучении всего тела.
Эффективная доза Е, как и эквивалентная доза Н, измеряется в зивертах (бэрах).
Коэффициенты WT позволяют учесть эффект облучения вне зависимости от того, облучается все тело равномерно или неравномерно. Значения взвешивающих коэффициентов для тканей и органов приведены в табл. 6.3. Взвешивающие коэффициенты вводятся эмпирически, причем так, что их сумма для всего организма равняется единице WТ 1.
|
i |
||
Значения взвешивающего коэффициента WT |
|
Таблица 6.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Орган или ткань |
|
WT |
|
Половые железы (гонады) |
|
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 |
|
Поверхности костных тканей |
|
0,01 |
|
Остальные ткани |
|
0,05 |
|
Всего: |
|
1,00 |
|
54
Взаимосвязь между дозиметрическими и радиометрическими ве-
личинами. В результате Чернобыльской аварии было выброшено большое количество радионуклидов, которые распределились в окружающей среде и обусловили ее радиоактивное загрязнение. Радиометрические величины характеризуют распределение источников радиации. Основной радиометрической величиной является активность источника, измеряемая в СИ в беккерелях (Бк) либо в кюри. (Ки – внесистемная единица). В обиход вошли связанные с активностью величины, характеризующие распределение радионуклидов, такие, например, как поверхностная активность (активность источника, приходящаяся на единицу площади, измеряемая, например, в Бк/м2, Ки/км2, называемая также уровнем загрязненности поверхности; объемная (Ки/л) или удельная (Ки/кг) активность продуктов питания. Помимо активности, важными радиометрическими характеристиками являются характеристики излучений, сопровождающих распад радионуклидов.
В настоящее время имеется три основных радиоактивных элемента, обуславливающих фон и загрязнение среды: 137Cs – источник гаммаизлучения (энергия фотонов 662 кэВ) и бета-излучения (граничная анергия 520 кэВ), 90Sr – источник бета-излучения (граничные энергии двух бетапереходов 546 кэВ и 2274 кэВ), 239Pu – источник альфа-излучения (энергия альфа-частиц 5,1 МэВ). Поскольку различные виды излучения обладают различной поражающей способностью, при исследовании загрязнения важно различать содержание -, - и -активных радионуклидов. Универсальных приборов, позволяющих в полной мере решать эту задачу, нет. Радиометрический контроль чаше всего реализуется по гамма-излучению це- зия-137; радиометрия бета- и альфа-излучения требует, как правило, радиохимического выделения элементов.
Радиометрические и дозиметрические величины тесно связаны, однако эта связь не является простой. Поражающее действие излучения, которое характеризуют дозиметрические величины, зависит не только от активности источника и его состава, но и от взаимного расположения источника радиации и поражаемого объекта, а также от других тел, которые могут стать препятствием для радиации. Тем не менее существуют оценочные связи между дозиметрическими и радиометрическими величинами. Так, увеличению поверхностной активности на 1 Бк/м2 соответствует увеличение мощности экспозиционной дозы на 0,004 мкР/ч и мощности эквивалентной дозы на 0,022 мкЗв/год.
Более детальные данные, характеризующие эту связь, представлены в табл. 6.4.
55
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
Связь между радиометрическими и дозиметрическими величинами |
||||
|
|
|
|
|
Уровень загрязненности территории |
Мощность |
Мощность |
||
Ки км2 |
МБк м2 |
экспозиционной |
эквивалентной дозы, |
|
|
|
дозы, мкР ч |
мЗв год |
|
5 |
0,185 |
75 |
4 |
|
15 |
0,555 |
225 |
12 |
|
30 |
1,11 |
450 |
24 |
|
40 |
1,48 |
600 |
32 |
|
60 |
2,12 |
900 |
48 |
|
146,5 |
5,42 |
2200 |
117 |
|
2.Приборы и принадлежности
Вданной работе для измерений применяется радиометр комбинированный смешанного применения бытовой РКСБ-104.
Прибор РКСБ-104 выполняет функции дозиметра и радиометра и предназначен для измерения:
1) мощности полевой эквивалентной дозы Н гамма-излучения в диапазоне 0,1–99,99 мкЗв/ч, что соответствует мощности экспозиционной дозы гамма-излучения 10–9999 мкР/ч;
2)плотности потока бета-излучения с поверхности (по радионуклидам стронций-90 + иттрий-90) в диапазоне 0,1–99,99 частиц/(с см2), что соответствует плотности -потока от 6 до 6000 частиц/(мин см2);
3)удельной активности Аm радионуклида цезий-137 в веществе в
диапазоне 2 103–2 106 Бк/кг, что соответствует удельной активности
5,4 10 8–5,4 10 5 Ки/кг.
Прибор РКСБ-104 (рис. 6.2) состоит из корпуса 1 и нижней крышки 2. На нижней крышке крепятся крышка отсека питания 3 и крышка-фильтр 4. На лицевой панели прибора находится окно для индикатора 6 и три тумблера включения прибора (S1) и выбора режима работы (S2 и S3).
При работе прибора в режиме радиометра крышка-фильтр 4 снимается. Под этой крышкой находятся движки кодового переключателя S4, с помощью которого выбирается вид измерения (МЭД гамма-излучения, плотность потока бета-излучения или удельная активность радионуклида цезий-137 в веществе).
В верхней части крышки 2 имеется разъем для подключения внешнего блока детектирования. Батарея для питания прибора типа «Корунд» устанавливается в нижний отсек прибора, закрываемый съемной крышкой 3.
56
Рис. 6.2. Общий вид радиометра РКСБ-104:
1 – корпус; 2 – нижняя крышка; 3 – крышка отсека питания; 4 – крышка-фильтр; 5 – запирающая защелка; 6 – окно для индикатора;
S1 – тумблер включения прибора; S2 и S3 – тумблеры выбора режима работы;
S4 – движки кодового переключателя
В РКСБ устройство детектирования состоит их 2-х галогенных газоразрядных счетчиков Гейгера – Мюллера типа СБМ-20. Прибор РКСБ регистрирует мощность эквивалентной дозы Н гамма-излучения с энергией 0,06–1,25 МэВ, а бета-излучения 0,5–3 МэВ.
3.Порядок выполнения работы и обработка результатов
3.1.Измерение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения
3.1.1. Снимите заднюю крышку-фильтр 4. Для этого сместите вниз запирающую защелку 5 и, подав на себя верхнюю часть крышки-фильтра, одновременным движением вверх извлеките ее направляющие из посадочных гнезд в крышке 2 прибора.
57
3.1.2. Переведите движки кодового переключателя S4 в положения, показанные на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Положение движков кодового переключателя
3.1.3.Установите на место крышку-фильтр 4. Для этого вставьте ее направляющие в гнезда крышки 2, сместить вниз запирающую защелку 5 и, подав вперед верхнюю часть крышки-фильтра до упора в крышку 2 прибора, отпустить защелку 5, которая и закрепит крышку-фильтр на приборе.
3.1.4.Переведите тумблеры S2 и S3 в верхние положения (соответст-
венно «РАБ» и « 0,01 0,01 200»).
3.1.5.Включите прибор тумблером S1, переведите его в положение «ВКЛ.». Через 27–28 с прибор выдает прерывистый звуковой сигнал, а на табло индикатора индицируется символ «F» и отображается 4-разрядное число.
3.1.6.Выполните пять (n = 5) измерений мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения (естественного радиационного фона) в разных местах лаборатории.
Для определения МЭД умножьте значащую часть этого числа на пересчетный коэффициент, равный 0,01 – и вы получите результат в микрозивертах в час (мкЗв/ч). Данные занесите в табл. 6.5.
Пример. Измерение МЭД индицируется числом 0018; его значащая часть – 18; пересчетный коэффициент – 0,01; полученный результат – 0,18 мкЗв/ч.
3.1.7.Рассчитайте среднее значение Н МЭД и среднеквадратичное отклонение:
|
|
|
n |
|
n |
|
Н |
Нi 2 |
|
|
|
Н |
|
Нi |
|
|
|
||||
|
|
i 1 |
, σ |
i 1 |
|
|
|
. |
(6.12) |
|
|
n |
|
n2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
n |
|
||||
58