Характеристики воздействия излучения

Действие на организм человека

Ионизирующие излучения

Ионизирующим излучением называется любое излучение, прямо или косвенно вызывающее ионизацию среды (образование заряженных атомов или молекул – ионов).

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные излучения (потоки α- и β-частиц, нейронов, протонов и других) и электромагнитные (γ-излучение, рентгеновское и другие).

Источники ионизирующего излучения широко применяются в различных отраслях промышленности (атомные электростанции, приборы контроля технологических процессов, дефектоскопия и т.п.).

Различают внешнее облучение (источник находится вне организма) и внутреннее облучение (радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например через рот или органы дыхания). Ионизирующее излучение вызывает сложные биохимические процессы: в клетках нарушаются обменные процессы, имеют место изменения в центральной нервной системе, крови и кроветворных органах и т.д. Действие ионизирующих излучений не воспринимается органами чувств человека и не сопровождается какими-либо ощущениями в момент их действия.

Биологическое действие ионизирующего излучения зависит от вида излучения и поглощенной дозы.

Поглощенная доза Д – это средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества. В СИ за единицу поглощенной дозы принят грей (Гр), соответствующий энергии в 1 Дж, переданной массе в 1 кг (1 Гр = 1Дж/1кг). Внесистемная единица поглощенной дозы – рад: 1рад = 0,01 Гр.

В связи с тем, что биологические последствия облучения человека различными видами ионизирующих излучений неодинаковы, введено понятие эквивалентной дозы Н, определяемое как произведение поглощенной дозы на средний коэффициент качества излученияΩ в данной точке биологической ткани:

.

В СИ за единицу эквивалентной дозы принят зиверт (Зв): 1 Зв = 1 Гр/Ω = (1 Дж/кг)/Ω. Безразмерный коэффициент качества Ω определяет зависимость неблагоприятных биологических последствий в данной биологической ткани. Международной комиссией по радиационной защите рекомендуются следующие значения коэффициента качества для различных видов излучения:

- рентгеновского, γ-излучения, β-частиц, электронов Ω = 1;

- нейтронов, протонов Ω = 10;

- α-частиц, многозарядных частиц Ω = 20.

Доза эффективная – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани W_T (табл. 2).

,

где - эквивалентная доза в ткани за время τ.

Таблица 2. Значения коэффициента W_Tдля отдельных

видов ткани и органов

Для характеристики ионизирующей способности рентгеновского и γ-излучения введено понятие экспозиционной дозы, представляющий собой полный заряд ионов одного знака, возникающих в единице массы сухого атмосферного воздуха. Единица экспозиционной дозы в СИ – кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица – рентген (Р), 1 Р = 2,58·10^-4 Кл/кг.

Радиоактивные вещества характеризуются скоростью распада, называемой активностью А. В СИ в качестве единицы активности принят беккерель (Бк) – 1Бк соответствует одному акту распада за одну секунду. Внесистемная единица активности – кюри (Ки): 1 Ки = 3,700·10¹⁰ Бк.