Доза - это количественная мера, отражающая действие ионизирующего излучения на облучаемый объект.
Мощность дозы - это доза в единицу времени.
Выделяют несколько видов доз:
Экспозиционная доза (X).
Понятие возникло в прошлом веке и применяется к гамма- и рентгеновскому излучениям. Это доза квантового излучения, определяемая числом ионов, образовавшихся при ионизации воздуха. Характеризуется количеством пар ионов, возникших после облучения воздуха в условиях электрического равновесия.
Выражается в рентгенах (Р, традиционная (внесистемная) единица экспозиционной дозы). 1 Р - это доза рентгеновского или гамма-излучения, создающая в 1 см3 воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт.ст. 2,08×109 пар ионов с зарядом в 1 электростатическую единицу каждого знака.
Шкала некоторых дозиметров показывает мощность экспозиционной дозы, т.е. дозу в единицу времени в виде Р/час. Единица «рентген» по-прежнему широко используется, т. к. путем расчетов позволяет легко переходить к единицам других видов доз (поглощенной, эквивалентной, эффективной). Обычные фоновые показатели мощности экспозиционной дозы для Беларуси - до 18-20 мкР/ч.
В Международной системе единиц (СИ) используется системная единица кулон на килограмм воздуха (Кл/кг, С/кg). 1 Кл/кг - это доза фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака в облученном воздухе массой 1 кг равна 1 кулону. Это крупная единица, она указывается в паспортах источников излучения.
Соотношение единиц: 1 Р = 2,58×10-4 Кл/кг (точно); 1 Кл/кг = 3,88×10 Р (приблизительно).
Поглощенная доза (D).
В связи с тем, что степень лучевых поражений, развивающихся в живых объектах, зависит от величины поглощенной энергии ионизирующего излучения, для характеристики этой энергии используется показатель «поглощенная доза». Поглощенная доза – это величина энергии ионизирующего излучения, поглощенная элементарным объемом облучаемого тела (тканями организма, веществом), в пересчете на единицу массы вещества в этом объеме.
D = dе/dm,
где dе - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме,
dm - масса вещества этом объеме.
Поглощенная доза имеет практическое применение в медицине для живых объектов, однако она может быть определена для любых сред, органических и неорганических, находящихся в любом агрегатном состоянии - газообразном, жидком, твердом.
Единицей СИ поглощенной дозы является джоуль на килограмм (Дж/кг) со специальным наименованием грей (Гр, Gy). 1 Гр = 1 Дж/кг. Единица названа в 1975 г. в честь английского физика Л. Грея.
В качестве внесистемной (традиционной) единицы используется рад (rad, rd) равный 0,01 Гр. Наименование rad образовано от начальных букв выражения radiation absorbed dose - поглощенная доза излучения (англ.). Для мягких тканей в поле рентгеновского или γ-излучения поглощенная доза в 1 рад примерно соответствует экспозиционной в 1 P (точнее 1 P = 0,93 рад).
Соотношение единиц: 1 Гр = 100 радам = 1 джоулю энергии, поглощенной 1 кг вещества.
Мощность поглощенной дозы - это поглощенная доза, полученная за 1 единицу времени (например, Гр/сек). У источника ионизирующего излучения мощность может быть известна. Применительно к человеку поглощенную дозу чаше используют для характеристики острого кратковременного внешнего облучения.
Эквивалентная доза (Н).
Понятие возникло в результате изучения повреждающего эффекта ионизирующего излучения на биологические объекты. Разные виды ионизирующих излучений при одинаковых поглощенных дозах дают разный повреждающий биологический эффект. Чтобы сопоставить радиационную опасность любого вида ионизирующего излучения с рентгеновским или гамма- излучением используется понятие эквивалентная доза.
Эквивалентная доза - это поглощения доза в органе и ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (WR), который иногда называют еще коэффициентом качества (К) излучения.
HT = DT •× WR,
где DT - средняя поглощенная доза в органе или ткани (Т),
WR - взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (R).
Эквивалентную дозу можно рассчитать только для биологических объектов. В качестве критерия биологической эффективности действия ионизирующего излучения чаще всего принимают число хромосомных аберраций в клетке, хотя могут быть использованы и некоторые другие.
При воздействии на организм различных видов излучения личными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
НТ=Σ DT •× WR
Ранее использовали внесистемную единицу эквивалентной дозы бэр (биологический эквивалент рада). Бэр - эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффективность как 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.
В системе СИ сейчас используется новая единица эквивалентной дозы - Зиверт (Зв, Sv), названная в честь шведского исследователя.
Соотношение единиц: 100 бэр = 1 Зв.
Т. к. Зв – это большая единица, используют дольные производные: 1 сЗв (102 Зв) - 1 бэр.
Внесистемная единица - бэр (rem) = 0,01 Зв.
Мощность эквивалентной дозы – это эквивалентная доза, полученная в единицу времени.
Пример расчета эквивалентной дозы по поглощенной с учетом вида ионизирующего излучения. Для протонного излучения при поглощенной дозе для определенной биологической ткани (DT), равной 1 Гр, эквивалентная доза на эту ткань (Нт) будет равна 5 Зв, т. к. весовой множитель изучения (WR) равен 5, т.е. Нт = DT×WR = 1 Гр×5 = 5 Зв. Подобные расчеты для гамма-, рентгеновского, электронного, позитронного излучения показывают, что поглощенная доза в 1 Гр равна эквивалентной дозе 1 Зв.
Эффективная доза (Е) представляет собой разновидность эквивалентной дозы, рассчитываемой для всего тела, поэтому первоначально использовали термин «эффективная эквивалентная доза» (ЭЭД). Эффектная доза (ЭД) позволяет оценить ущерб здоровью человека, прежде всего, при расчете риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека с учетом радиочувствительности отдельных его органов и тканей. Расчет эффективной дозы особенно важен при неравномерном облучении тела. ЭД представляет собой сумму взвешенных эквивалентных доз во всех тканях и органах тела.
ЭД необходима, в первую очередь, для оценки канцерогенности и генетической патологии. Например, при одинаковой эквивалентной дозе излучения на легкие и щитовидную железу возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому при расчете эффективной дозы (Е) на все тело, эквивалентные дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разными тканевыми коэффициентами WТ. Эти коэффициенты радиационного риска отражают естественную склонность органа к малигнизации под воздействием радиации. Для их вычисления были использованы большие статистические материалы по опухолям.
ЭД для всего тела определяется как сумма произведений эквивалентных доз в органах и тканях (Нт) на соответствующие взвешивающие коэффициенты (WТ) для данных органов или тканей.
Е = Σ НT •× WТ
Рекомендованы следующие взвешивающие коэффициенты (WТ) для разных тканей и органов при расчете ЭД, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации (канцерогенных и генетической патологии):
0,20 - гонады.
0,12 - костный мозг.
0,12 - толстый кишечник.
0,12 - легкие.
0,12 - желудок.
0,05 - мочевой пузырь.
0,05 - грудная (молочная) железа.
0,05 - печень.
0,05 - пищевод.
0,05 - щитовидная железа.
0,01 - кожа
0,01 - клетки костных поверхностей.
0,05 - остальное (надпочечники, головной мозг, экстраторакальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа, матка).
Сумма перечисленных тканевых коэффициентов (WТ) равна 1,00. Следовательно, при равномерном облучении, когда все перечисленные органы и ткани получают одинаковые эквивалентные дозы, эффективная доза на все тело численно равна эквивалентной дозе на каждый орган.
В тех исключительных случаях, когда один из перечисленных органов или тканей получил эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из двенадцати органов или тканей, для которых определены взвешивающие коэффициенты, следует приписать этому органу или ткани взвешивающий коэффициент, равный 0,025, а оставшимся органам или тканям из рубрики «остальное» приписать суммарный коэффициент, равный 0,025.
Ожидаемая эффективная доза представляет собой расчет дозовой нагрузки за некоторый период времени для одного человека. Чаще всего делается расчет на 70 предстоящих лет жизни (доза на жизнь). Например, согласно расчетам каждый человек от естественного радиационного фона, медицинских процедур и др. в среднем получает за год ЭД = 4,2 мЗв. В таком случае ожидаемая ЭД за жизнь составит 300 мЗв (4,2 мЗв за 70 лет).
Соотношение между системными и внесистемными единицами доз представлено в таблице 1.5.
Таблица 1.5. Соотношение между системными и внесистемными единицами доз
Величина и
ее символ Единица
СИ Внесистемная
единица Соотношение
между единицами
Экспозиционная доза, X кулон
(Кл/кг) рентген 1 Кл/кг = 3.88 × 103 Р
1 Р = 2.58 × 10-4 Кл/кг
Поглощенная доза, D грей
(Дж/кг) рад 1 Гр = 100 рад
1 рад = 0.01 Гр
Эквивалентная доза, H зиверт бэр 1 Зв = 100 бэр
1 бэр = 0.01 Зв
Эффективная доза, E зиверт бэр 1 Зв = 100 бэр
1 бэр = 0.01 Зв
Керма (англ. kinetic energy released in matter - кинетическая энергия, освобождённая в веществе) – это отношение суммы начальных кинетических энергий всех заряженных ионизирующих частиц, образовавшихся под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества, к массе вещества в этом объеме.
Единица кермы – грэй (Гр).
При равновесии заряженных частиц воздушная керма (Гр) в численном выражении приблизительно равна поглощенной дозе в воздухе (Гр).
воскресенье, 12 июня 2016 г.
ДОЗА
Доза - это количественная мера, отражающая действие ионизирующего излучения на облучаемый объект.
Мощность дозы - это доза в единицу времени.
Выделяют несколько видов доз:
Экспозиционная доза (X).
Понятие возникло в прошлом веке и применяется к гамма- и рентгеновскому излучениям. Это доза квантового излучения, определяемая числом ионов, образовавшихся при ионизации воздуха. Характеризуется количеством пар ионов, возникших после облучения воздуха в условиях электрического равновесия.
Выражается в рентгенах (Р, традиционная (внесистемная) единица экспозиционной дозы). 1 Р - это доза рентгеновского или гамма-излучения, создающая в 1 см3 воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт.ст. 2,08×109 пар ионов с зарядом в 1 электростатическую единицу каждого знака.
Шкала некоторых дозиметров показывает мощность экспозиционной дозы, т.е. дозу в единицу времени в виде Р/час. Единица «рентген» по-прежнему широко используется, т. к. путем расчетов позволяет легко переходить к единицам других видов доз (поглощенной, эквивалентной, эффективной). Обычные фоновые показатели мощности экспозиционной дозы для Беларуси - до 18-20 мкР/ч.
В Международной системе единиц (СИ) используется системная единица кулон на килограмм воздуха (Кл/кг, С/кg). 1 Кл/кг - это доза фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака в облученном воздухе массой 1 кг равна 1 кулону. Это крупная единица, она указывается в паспортах источников излучения.
Соотношение единиц: 1 Р = 2,58×10-4 Кл/кг (точно); 1 Кл/кг = 3,88×10 Р (приблизительно).
Поглощенная доза (D).
В связи с тем, что степень лучевых поражений, развивающихся в живых объектах, зависит от величины поглощенной энергии ионизирующего излучения, для характеристики этой энергии используется показатель «поглощенная доза». Поглощенная доза – это величина энергии ионизирующего излучения, поглощенная элементарным объемом облучаемого тела (тканями организма, веществом), в пересчете на единицу массы вещества в этом объеме.
D = dе/dm,
где dе - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме,
dm - масса вещества этом объеме.
Поглощенная доза имеет практическое применение в медицине для живых объектов, однако она может быть определена для любых сред, органических и неорганических, находящихся в любом агрегатном состоянии - газообразном, жидком, твердом.
Единицей СИ поглощенной дозы является джоуль на килограмм (Дж/кг) со специальным наименованием грей (Гр, Gy). 1 Гр = 1 Дж/кг. Единица названа в 1975 г. в честь английского физика Л. Грея.
В качестве внесистемной (традиционной) единицы используется рад (rad, rd) равный 0,01 Гр. Наименование rad образовано от начальных букв выражения radiation absorbed dose - поглощенная доза излучения (англ.). Для мягких тканей в поле рентгеновского или γ-излучения поглощенная доза в 1 рад примерно соответствует экспозиционной в 1 P (точнее 1 P = 0,93 рад).
Соотношение единиц: 1 Гр = 100 радам = 1 джоулю энергии, поглощенной 1 кг вещества.
Мощность поглощенной дозы - это поглощенная доза, полученная за 1 единицу времени (например, Гр/сек). У источника ионизирующего излучения мощность может быть известна. Применительно к человеку поглощенную дозу чаше используют для характеристики острого кратковременного внешнего облучения.
Эквивалентная доза (Н).
Понятие возникло в результате изучения повреждающего эффекта ионизирующего излучения на биологические объекты. Разные виды ионизирующих излучений при одинаковых поглощенных дозах дают разный повреждающий биологический эффект. Чтобы сопоставить радиационную опасность любого вида ионизирующего излучения с рентгеновским или гамма- излучением используется понятие эквивалентная доза.
Эквивалентная доза - это поглощения доза в органе и ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (WR), который иногда называют еще коэффициентом качества (К) излучения.
HT = DT •× WR,
где DT - средняя поглощенная доза в органе или ткани (Т),
WR - взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (R).
Эквивалентную дозу можно рассчитать только для биологических объектов. В качестве критерия биологической эффективности действия ионизирующего излучения чаще всего принимают число хромосомных аберраций в клетке, хотя могут быть использованы и некоторые другие.
При воздействии на организм различных видов излучения личными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
НТ=Σ DT •× WR
Ранее использовали внесистемную единицу эквивалентной дозы бэр (биологический эквивалент рада). Бэр - эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффективность как 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.
В системе СИ сейчас используется новая единица эквивалентной дозы - Зиверт (Зв, Sv), названная в честь шведского исследователя.
Соотношение единиц: 100 бэр = 1 Зв.
Т. к. Зв – это большая единица, используют дольные производные: 1 сЗв (102 Зв) - 1 бэр.
Внесистемная единица - бэр (rem) = 0,01 Зв.
Мощность эквивалентной дозы – это эквивалентная доза, полученная в единицу времени.
Пример расчета эквивалентной дозы по поглощенной с учетом вида ионизирующего излучения. Для протонного излучения при поглощенной дозе для определенной биологической ткани (DT), равной 1 Гр, эквивалентная доза на эту ткань (Нт) будет равна 5 Зв, т. к. весовой множитель изучения (WR) равен 5, т.е. Нт = DT×WR = 1 Гр×5 = 5 Зв. Подобные расчеты для гамма-, рентгеновского, электронного, позитронного излучения показывают, что поглощенная доза в 1 Гр равна эквивалентной дозе 1 Зв.
Эффективная доза (Е) представляет собой разновидность эквивалентной дозы, рассчитываемой для всего тела, поэтому первоначально использовали термин «эффективная эквивалентная доза» (ЭЭД). Эффектная доза (ЭД) позволяет оценить ущерб здоровью человека, прежде всего, при расчете риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека с учетом радиочувствительности отдельных его органов и тканей. Расчет эффективной дозы особенно важен при неравномерном облучении тела. ЭД представляет собой сумму взвешенных эквивалентных доз во всех тканях и органах тела.
ЭД необходима, в первую очередь, для оценки канцерогенности и генетической патологии. Например, при одинаковой эквивалентной дозе излучения на легкие и щитовидную железу возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому при расчете эффективной дозы (Е) на все тело, эквивалентные дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разными тканевыми коэффициентами WТ. Эти коэффициенты радиационного риска отражают естественную склонность органа к малигнизации под воздействием радиации. Для их вычисления были использованы большие статистические материалы по опухолям.
ЭД для всего тела определяется как сумма произведений эквивалентных доз в органах и тканях (Нт) на соответствующие взвешивающие коэффициенты (WТ) для данных органов или тканей.
Е = Σ НT •× WТ
Рекомендованы следующие взвешивающие коэффициенты (WТ) для разных тканей и органов при расчете ЭД, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации (канцерогенных и генетической патологии):
0,20 - гонады.
0,12 - костный мозг.
0,12 - толстый кишечник.
0,12 - легкие.
0,12 - желудок.
0,05 - мочевой пузырь.
0,05 - грудная (молочная) железа.
0,05 - печень.
0,05 - пищевод.
0,05 - щитовидная железа.
0,01 - кожа
0,01 - клетки костных поверхностей.
0,05 - остальное (надпочечники, головной мозг, экстраторакальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечная ткань, поджелудочная железа, селезенка, вилочковая железа, матка).
Сумма перечисленных тканевых коэффициентов (WТ) равна 1,00. Следовательно, при равномерном облучении, когда все перечисленные органы и ткани получают одинаковые эквивалентные дозы, эффективная доза на все тело численно равна эквивалентной дозе на каждый орган.
В тех исключительных случаях, когда один из перечисленных органов или тканей получил эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из двенадцати органов или тканей, для которых определены взвешивающие коэффициенты, следует приписать этому органу или ткани взвешивающий коэффициент, равный 0,025, а оставшимся органам или тканям из рубрики «остальное» приписать суммарный коэффициент, равный 0,025.
Ожидаемая эффективная доза представляет собой расчет дозовой нагрузки за некоторый период времени для одного человека. Чаще всего делается расчет на 70 предстоящих лет жизни (доза на жизнь). Например, согласно расчетам каждый человек от естественного радиационного фона, медицинских процедур и др. в среднем получает за год ЭД = 4,2 мЗв. В таком случае ожидаемая ЭД за жизнь составит 300 мЗв (4,2 мЗв за 70 лет).
Соотношение между системными и внесистемными единицами доз представлено в таблице 1.5.
Таблица 1.5. Соотношение между системными и внесистемными единицами доз
Величина и
ее символ Единица
СИ Внесистемная
единица Соотношение
между единицами
Экспозиционная доза, X кулон
(Кл/кг) рентген 1 Кл/кг = 3.88 × 103 Р
1 Р = 2.58 × 10-4 Кл/кг
Поглощенная доза, D грей
(Дж/кг) рад 1 Гр = 100 рад
1 рад = 0.01 Гр
Эквивалентная доза, H зиверт бэр 1 Зв = 100 бэр
1 бэр = 0.01 Зв
Эффективная доза, E зиверт бэр 1 Зв = 100 бэр
1 бэр = 0.01 Зв
Керма (англ. kinetic energy released in matter - кинетическая энергия, освобождённая в веществе) – это отношение суммы начальных кинетических энергий всех заряженных ионизирующих частиц, образовавшихся под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества, к массе вещества в этом объеме.
Единица кермы – грэй (Гр).
При равновесии заряженных частиц воздушная керма (Гр) в численном выражении приблизительно равна поглощенной дозе в воздухе (Гр).
Подписаться на:
Комментарии к сообщению (Atom)
Комментариев нет:
Отправить комментарий