Основные понятия радиологии

«Основные понятия  радиологии»:

 

а) Активность абсолютная и  удельная, определения, единицы измерения, соотношение между ними.

б) Три вида дозы, определения, единицы измерения, соотношение  между ними.

в)  Три вида мощности дозы, определения, единицы измерения, соотношение  между ними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активность абсолютная и удельная, определения, единицы  измерения, соотношение между ними.

 

Радиоактивность — это способность некоторых природных элементов (радия, урана, тория и др.), а также искусственных радиоактивных изотопов самопроизвольно распадаться, испуская при этом невидимые и неощущаемые человеком излучения. Такие элементы называются радиоактивными. Самопроизвольное превращение (распад) приводит к изменению их атомного номера или массового числа. В первом случае происходит превращение одного химического элемента в другой, а во втором — превращение изотопов данного химического элемента.

Если посмотреть на таблицу Менделеева, то можно отметить, что у большинства  химических элементов есть радиоактивные  и нерадиоактивные (стабильные) изотопы. Вещество, которое имеет в своем  составе радиоактивные нуклиды (радионуклиды), называют радиоактивным. Как уже  отмечалось выше, в результате радиоактивных  превращений возникают ядерные (ионизирующие) излучения.

Радиоактивные вещества распадаются  с определенной скоростью, измеряемой периодом полураспада, т. е. временем, в течение которого распадается половина всех атомов. Радиоактивный распад не может быть остановлен или ускорен каким-либо способом. Это природное свойство радиоактивных веществ неподвластно человеку.

Кроме скорости радиоактивного распада, к основным характеристикам радиоактивности  также относятся: активность (количество радиоактивного вещества), доза излучения, уровень радиации (мощность дозы излучения), степень загрязнения радиоактивными веществами.

В любом радиоактивном веществе происходит постепенный распад всех ядер его атомов. Чем больше период полураспада, т. е. чем меньше скорость распада, тем дольше «живет» данный радиоактивный изотоп, создавая радиоактивные излучения. Для разных изотопов период полураспада колеблется в широких пределах. Так, например, период полураспада йода-131 составляет 8,04 суток; стронция-90 — 29,12 года; плутония-239 — 24 065 лет; урана-235 — 703,8 млн лет, а тория-232 — более 14 млрд лет.

Измерение количества радиоактивного вещества по его массе затруднительно, так как радиоактивные изотопы  находятся обычно в смеси с  другими веществами. Кроме того, различные изотопы при одной  и той же массе обладают различной  радиоактивностью, т. е. распад их происходит с различной скоростью. Поэтому  количество радиоактивного вещества принято  оценивать его активностью, под  которой понимают количество радиоактивных  распадов ядер атомов за единицу времени (распад в секунду).

Для количественного определения  радиоактивности используются понятия  абсолютной активности и удельной активности. Абсолютная активность радиоактивного вещества измеряется в единицах, называемых кюри. Удельная активность радиоактивного вещества-это радиоактивность единицы массы данного вещества. Поскольку большинство радиоизотопов существуют в смеси с устойчивыми изотопами, удельная активность является мерой относительного содержания радиоизотопов. Удельная активность измеряется числом распадов в минуту или числом распадов в секунду. Однако на практике удается регистрировать только определенную часть подлинного количества распадов и, следовательно, осуществлять их относительный подсчет.

Активностью рдиоактивного элемента является количество атомных распадов, которые происходят в 1 секунду. Таким обазм, активность радиоактивного элемента определяеся числом распадов за единицу времени, она характеризует абсолютную скорость рдиоактивного распада радионуклида. Активность радиоактивного вещества пропорциональна его количеству и обртнопропорциональна периоду полураспада. Количество радиоактивного вещества свидетельствует о его активности, т.е. о количестве атомов, которые распадаются за 1 секунду.

За единицу активности активность нуклида в радиоактивном  источнике принята единица в  системе СИ – беккерель Бк,Bq это такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 1 акт распада за 1 с; производные единицы: килобеккерель кБк – 1000 Бк, мегобеккерель МБк – 1000000 Бк. Внесистемная единица активности _ кюри Ки – такое количество радиоактивнго вещества, в котором происходит 37 млрд. актов распада за 1 с. И производные единицы: 1 мКи = 10-3 Ки, 1 мкКи = 10-6 Ки, 1Нки = 10-9 Ки.

Соотношение между единицами: Бк = 2,7 · 10-11 Ки; 1 Бк = 1 распс; 1 Ки = 3,7 · 1010 Бк = 3,7 · 1010 распс.

За единицу радиоактивности  вещества удельную весовую активность принята единица беккерель на килограмм Бккг, а внесистемная – кюри н килограмм Кикг.

Единицей радиоактивности  жидкой и газообразной среды –  удельной объёмной активостью – является единица в системе СИ – беккерель на литр Бкл, а внесистемная единица – кюри на литр Кил.

За единицу радиоактивности  площади – удельную плотность  загрязнения в системе СИ –  принят беккерель на квадратный километр Бккм² производные: кБкм²; внесистемная единица – кюри на квадратный километр Кикм².

Активность радиоактивного вещества непосредственно не характеризует  ионизирующего воздействия излучения: при одной и той же активности ионизирующее действие зависит от вида и энергии излучения, физических свойств облучаемой среды и Других факторов. Ионизирующее действие излучений, а следовательно, и их поражающее воздействие на организм характеризуется дозой излучения (облучения).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Три вида дозы, определения, единицы измерения, соотношение  между ними.

 

Дозой облучения называется энергия излучения, поглощенная в единице объема или массы вещества за все время воздействия излучения. Энергия излучения, поглощенная веществом, затрачивается на его ионизацию. Следовательно, доза облучения, характеризует степень ионизации вещества: чем больше доза, тем больше степень этой ионизации. Поэтому именно доза излучения (или облучения) является мерой поражающего действия радиоактивных излучений на организм человека, животного или растения. Одна и та же доза может накапливаться за разное время, причем биологический эффект облучения зависит не только от величины дозы, но и от времени ее накопления. Чем быстрее получена данная доза, тем больше ее поражающее действие, и наоборот.

Различают экспозиционную, поглощённую и эквивалентную дозы излучения.

Экспозиционной дозой называют дозу излучения, которая характеризует ионизационный эффект рентгеновского и гамма – излучений в воздухе. Это доза, которая характеризует источник и созданное им радиоактивное поле. Экспозиционную дозу излучения гамма – лучей измеряют внесистемной единицей – рентгеном P.R. Один рентген – это такая доза рентгеновского или гамма – излучения, которая в 1 см³ сухого воздуха при температуре 0° и давлении 760 мм рт. ст. создаёт 2 млрд. пар ионов или точнее 2.08 · 109. На практике применяют и производные единицы: миллирентген 1 Р = 1000 мР; 1 мР = 10-3 Р и микрорентген 1 Р = 1000000 мкР; 1мкР = 10-6 Р. В системе СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм Клкг, Ckg/ Это единица экспозиционной дозы излучения, при которой в каждом килограмме воздуха образуются ионы с общим зарядом, который равняется 1 кулону. Единица облучения в системе СИ равняется 3876 Р. Экспозиционная доза в рентгенах довольно надёжно характеризует опасность действия ионизирующих излучений при общем и равномерном облучении организма человека или животного.

Соотношение между единицей экспозиционной дозы системы СИ и внесистемной: 1 Клкг = 3876Р или 1 Клкг = 3,88 · 103 Р; 1 Р = 2,58 · 10-4 Клкг. Рентген определяет количество энергии дозу, которое получает объект, но не характеризует время, за которое она получена. Для ценки действия ионизирующего излучения за единицу времени применяется понятие мощность дозы.

Поглощённая доза – это количество энергии разных видов ионизирующих веществ излучений, поглощённых единицей массы вещества.

Единица поглощённой дозы излучения  тканями организма в системе СИ – джоуль на килограмм Джкг, Jkg. Джкг – это количество энергии любого вида ионизирующего излучения, поглощённого 1 килограммом тела. Кроме этого, единицей измерения поглощённой дозы является грей Гр.. Ещё применяют внесистемную единицу – рад rad это сокращение от английского radiation absorbent dose – поглощённая доза любого излученич, при которой количество энергии, поглощённой 1 г вещества, которое облучается, соответствует 100 эрг; 1 рад = 0,01 Джкг = 100 эрг поглощённого вещества в тканях.

Соотношение между единицей поглощённой  дозы в системе СИ и внесистемной единицей: 1 Гр = 1 Джкг, 1 Джкг = 100 рад, 1 Гр = 100 рад, 1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Джкг.

Для определения дозы облучения  биологических объектов измеряют дозу в воздухе в Р, а потом расчётным  путём находят поглощённую поглощённую дозу в радах. Из-за того, что доза излучения 1Р в воздухе энергетически эквивалентна 88 эргг, то поглощённая энергия в рвдах для воздуха составляет 88100 = 0,88 рад. Таким обраом, если доза излучения в воздухе равняется 1 Р, то поглощённая доза будет 0,88 рад.

Поглощённая доз более точно  определяет влияние ионизирующих излучений на биологические ткни организма, которые имеют разный атомный состав и плотность. Есть отдельная зависимость между поглощённой дозой и радиационным эффектом: Чем больше поглощённая доза, тем больше радиационный эффект. Поглощённая доза характеризует радиоционный эффект для всех видов органических и химических тел, кроме живых организмов.

Эквивалентеая доза характеризует то, что разные виды ионизирующего излучения во время облучения организма одинаковыми дозами приводят к разному биологическому эффекту. Это связано с неодинаковой удельной плотностью ионизации, вызванной разными видами излучений. Так, количество ионов, которые образуются под действием излучения на единице пути в тканях, то есть плотность ионизации альфа-частицами, в сотни раз выше, чем гамма-лучей. Поэтому введены понятия относительная биологическая активность, которая показывает соотношение поглощенных доз разных видов излучения, которые вызовут одинаковый биологический эффект. Если условно принять биологическую эффективность гамма- и бета-лучей за единицу, то для альфа-частиц она будет равняться десяти, а для медленных и быстрых нейтронов соответственно пяти и двадцати. Эквивалентная доза облучения используется для оценки действия излучения на живые организмы, прежде всего человека и животного. 
Единицей эквивалентой дозы в системе СИ является зиверт Зв, Sv. Один зиверт равняется поглощенной дозе в 1 Джкг для рентгеновского, гамма- и бета-излучений.

Для учета биологической эффективности  излучений введена внесистемная единица поглощенной дозы — биологический  эквивалент рентгена бэр. Один бэр —  это доза любого вида излучения, которая  создает в организме такой  же биологический эффект, как единица  рентгеновского или гамма-излучение.

Доза в бэрах выражается тогда, когда необходимо оценить общебиологический  эффект независимо от типа действующих  излучений. Соотношение между единицей эквивалентной дозы в системе СИ и внесистемной единицей: 1 Зв = 100 бэр, 1 бэр = 0,01 Зв. Чтобы рассчитать неравномерность поражения от разных видов излучений, введен коэффициент качества, на который необходимо перемножить величину поглощенной дозы от определенного вида излучения, чтобы получить эквивалентную дозу. Все международные и национальные нормы установлены в эквивалентной дозе облучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Три вида мощности дозы, определения, единицы измерения, соотношение между ними.

Уровень радиации (мощность дозы) характеризует интенсивность излучения (как правило, гамма-излучения). Это доза, создаваемая за единицу времени и характеризующая скорость накопления дозы. Измеряется в рентгенах в час (Р/ч). Чем больше уровень радиации (фон), тем меньше времени должны находиться на загрязненном участке люди, чтобы полученная ими Доза облучения не превысила допустимую. Так как уровень радиации пропорционален активности радиоактивных веществ, которая в соответствии с законом радиоактивного распада непрерывно уменьшается во времени, то и уровень радиации на местности после ее радиоактивного загрязнения также непрерывно снижается. Например, после аварии на ЧАЭС фон в г. Киеве 30 апреля 1986 г. превышал доаварийный в сотни раз, а к настоящему времени он значительно снизился и превышает доаварийный только в 1,5—2 раза, что в общем-то абсолютно безопасно, так как естественный фон на Земле колеблется в очень широких пределах. Даже в Советском Союзе он разный (в районе Алтайских гор в 10—20 раз выше, чем в г. Киеве).

Единицей мощности экспозиоционной дозы в системе Си является ампер на килограмм Акг, Arg, а внесистемной единицей для измерения излучения в воздухе является рентген в час Рч, Rh? Рентген в секунду Рс, Rs или производные единицы: миллирентген в час мРч, микрорентген в час мкРч.

Соотношение между единицей системы СИ и внесистемной единицей мощности экспозиционной дозы: 1 Акг = 1Клкг∙с = 3876 Рс = 2,58∙10-4 Акг = 2,58∙10-4 Клкг∙с. Рентген как единица измерения по своему определению является количественной характеристикой гамма – или рентгеновского излучения и ничего не говорит о количестве энергии, поглощённой объёмом, который облучается. Поэтому для оценки степени влияния излучения на организм введено понятие поглощённая доза.

Единицей мощности поглощённой  дозы в системе СИ является грей в секунду Грс и джоуль на килограмм за секунду Джкг·с, Jkg·s, а внесистемной — рад в секунду радс, rads; соотношение между ними: 1 Грс = 1 Джкг·с; 1 Грс = 100 радс, 1 радс = 0,01 Грс. 
Но поглощенная доза не учитывает то, что влияние на организм такой же дозы, но разных излучений неодинаково. Например, альфа-излучение в 20 раз, а бета-излучение в 10 раз опаснее, чем гамма-излучения. Знание величины поглощенной дозы недостаточно для точного предвидения ни степени трудности, ни вероятности возникновения эффектов поражения. Из-за этого введена эквивалентная доза.

Единицей мощности эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт в секунду Звс, Svs, а внесистемной единицей является бэр в секунду бэрс соотношение между ними: 1 Звс = 100 бэрс, 1 бэрс = 0,01 Звс.